DISEÑO ELECTRÓNICO Y SOFTWARE DE CONTROL PARA BRAZO ...

ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA

DE LA ALMUNIA DE DOÑA GODINA (ZARAGOZA)

ANEXOS

DISEÑO ELECTRÓNICO Y SOFTWARE

DE CONTROL PARA BRAZO ROBOTICO DE

6 GRADOS DE LIBERTAD

ELECTRONIC DESIGN AND CONTROL

SOFTWARE ROBOTIC ARM OF 6 DEGREES

OF FREEDOM

424.17.65

Autor:

Director:

Fecha:

José Javier Alonso Montesinos

Javier Esteban Escaño

27/06/2018

DISEÑO ELECTRÓNICO Y SOFTWARE DE CONTROL PARA

BRAZO ROBOTICO DE 6 GRADOS DE LIBERTAD

INDICES

Autor: José Javier Alonso Montesinos - i –

424.17.65

INDICE DE CONTENIDO

ANEXO 1. (PLANOS) ________________________________________________________________ 1

ANEXO 2. (PRESUPUESTO) ___________________________________________________________ 3

2.1. COSTE COMPONENTES ADQUIRIDOS ________________________________________________ 3

ANEXO 3. (PLIEGO DE CONDICIONES) __________________________________________________ 5

3.1. DEFINICIÓN Y ALCANCE DEL PLIEGO _________________________________________________ 5

3.2. NORMAS, LEYES Y REGLAMENTOS __________________________________________________ 5

ANEXO 4. DOCUMENTACIÓN COMERCIAL ______________________________________________ 6

ANEXO 5. PROGRAMACIÓN EMPLEADA _______________________________________________ 19

INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Programación Apk ................................................................ 20

Ilustración 2 Programación prueba potenciómetro ....................................... 21

Ilustración 3 Programación final Bluetooth .................................................. 25

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Coste componentes electrónicos ...................................................... 3

Tabla 2 Coste componentes mecánicos ........................................................ 4



(Planos)

Autor: José Javier Alonso Montesinos - 1 –

424.17.65

ANEXO 1. (PLANOS)

Incluimos un índice detallado de todos los planos mecánicos diseñados que han

sido necesarios para la construcción del brazo robótico.

Planos Brazo Robótico

Ensamblaje General 424.17.65.000

U.F. Base

Ensamblaje Base 424.17.65.100

Soporte Base 424.17.65.101

Tapa Base 424.17.65.102

Acople Base 424.17.65.103

Cover Base 424.17.65.104

Anclaje Servo KPOWER 424.17.65.105

U.F. Hombro

Ensamblaje Hombro 424.17.65.200

Hombro 424.17.65.201

Unión Hombro 424.17.65.202

U.F. Codo

Ensamblaje Codo 424.17.65.300

Codo A 424.17.65.301

Codo B 424.17.65.302

Codo C 424.17.65.303

Codo D 424.17.65.304

Codo E1 424.17.65.305

Codo E2 424.17.65.306

Codo F 424.17.65.307

Anclaje Servo Futaba 424.17.65.308



(Planos)

- 2 - Autor: José Javier Alonso Montesinos

424.17.65

U.F. Muñeca

Ensamblaje muñeca 424.17.65.400

Muñeca A 424.17.65.401

Muñeca B 424.17.65.402

Muñeca C 424.17.65.403

Muñeca D 424.17.65.404

Muñeca E 424.17.65.405

Muñeca F 424.17.65.406



(Presupuesto)


424.17.65

ANEXO 2. (PRESUPUESTO)

2.1. COSTE COMPONENTES ADQUIRIDOS

ELECTRÓNICA

Servomotores Cantidad

Servomotor TowerPro MG995 1 9,8€

Servomotor KPOWER DM4000 1 54,5€

Servomotor Futaba S3003 1 3,5€

Servomotor TowerPro MG90S 3 3,2€

Servomotor HS-55 1 9,5€

Arduino

Arduino Mega 1 11,99€

Módulo bluetooth HC-06 1 5,5€

Cables Conexiones 120 Unidades 1,35€

Total 105,74€

Tabla 1 Coste componentes electrónicos



(Presupuesto)


424.17.65

IMPRESIÓN 3D / ENSAMBLE MECÁNICO

Filamento Pla 1,75 (1kg) 1 18,99

Tornillo aglomerado

M2,5x16mm

30 1,2€

Tuerca M3 30 0,75€

Tornillo cabeza allen

M3x30mm (DIN 912)

30 1,3€

Tornillo M3x25mm

(DIN EN ISO 7046)

30 0,75€

Tornillo M3x20mm

(DIN EN ISO 7046)

30 075€

Tornillo M3x12mm

(DIN 912)

30 1,3€

TOTAL 25,04€

Tabla 2 Coste componentes mecánicos

TOTAL COMPONENTES COMERCIALES 105,74€ + 25,04 = 130,78€

Contando que es un prototipo educativo con este presupuesto podríamos diseñar este

brazo robótico, sin incluir la impresora 3D que es propia, y la fuente de alimentación

que reutilizamos una fuente ATX de un ordenador antiguo.



(Pliego de condiciones)


424.17.65

ANEXO 3. (PLIEGO DE CONDICIONES)

3.1. DEFINICIÓN Y ALCANCE DEL PLIEGO

El sistema diseñado durante el proyecto se trata de un manipulador, como tal, el

pliego de condiciones aquí expuesto contiene toda la información para la seguridad y

diseño de dispositivos robóticos.

3.2. NORMAS, LEYES Y REGLAMENTOS

El sistema final deberá cumplir las siguientes normas adaptándose al uso del robot

de uso didáctico.

Norma ISO 10218 no es aplicable a robots no industriales, aunque los principios

de seguridad establecidos pueden ser utilizador para el ámbito del manipulador de

nuestro proyecto. Esta norma la complementaremos con las siguientes que se

mencionan:

- ISO 10218-2, Robots y dispositivos robóticos. Requisitos de seguridad para

robots industriales. Parte 2: Sistemas robot e integración.

- ISO 12100, Seguridad de las máquinas. Conceptos básicos, principios

generales para el diseño.

- ISO 13849-1:2006, Seguridad de las maquinas. Partes de los sistemas de

mando relativas a la seguridad. Parte 1: Principios generales para el diseño.

- ISO 13850, Seguridad de las maquinas: Parada de emergencia. Principios

para el diseño.

- IEC 60204-1, Seguridad de las maquinas. Equipo eléctrico de las maquinas.

Parte 1: Requisitos generales.

- IEC 62061:2005, Seguridad de las maquinas. Seguridad de sistemas de

mando eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relativos a la

seguridad.

- Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, Real Decreto 842/2002.



Documentación Comercial


424.17.65

ANEXO 4. DOCUMENTACIÓN COMERCIAL

En este apartado del anexo vamos a incluir toda a documentación de los

componentes comerciales que hemos necesitado para llevar a cabo el prototipo.

Componentes comerciales:

1. Filamento Pla 1,75 (1kg)

2. Tornillo aglomerado M2,5x16mm

3. Tuerca M3 (DIN439-2)

4. Tornillos cabeza allen (DIN 912)

5. Tornillos (DIN EN ISO 7046)

6. Servomotor TowerPro MG995

7. Servomotor KPOWER DM4000

8. Servomotor Futaba S3003

9. Servomotor TowerPro MG90S

10. Servomotor HS-55

11. Arduino Mega

12. Módulo bluetooth HC-06





424.17.65



Programación empleada


424.17.65

ANEXO 5. PROGRAMACIÓN EMPLEADA

En este apartado incluimos toda la programación empleada para el desarrollo del

brazo robótico, incluyendo la prueba del servo, el desarrollo de la programación para la

aplicación, y el programa de Arduino.

Programación Apk





424.17.65

Ilustración 1 Programación Apk





424.17.65

Programación Arduino prueba potenciómetro

Ilustración 2 Programación prueba potenciómetro





424.17.65

Programación Arduino aplicación bluetooth final





424.17.65





424.17.65

Ilustración 3 Programación final Bluetooth



424.17.65

Relación de documentos

(_) Memoria ............................................ 60 páginas

(X) Anexos ............................................. 25 páginas

Planos ............................................. 26 páginas

La Almunia, a 27 de Junio de 2018

Firmado: José Javier Alonso Montesinos

Unidad Funcional Pinza15424.17.65.400424.17.65.400Unidad Funcional Muñeca14424.17.65.300424.17.65.300Unidad Funcional Codo13424.17.65.200424.17.65.200Unidad Funcional Hombro12424.17.68.100424.17.68.100Unidad Funcional Base11

MATERIAL/OBSERVACIONESNº PLANO / ABRE. NORMADENOMINACIÓN Y CARACTERISTICASCTDADMARCA

Dibujado

Idem.s.normasComprobado

Fecha Nombre

ESCALA

Observaciones de plano

Coment:

Observaciones GeneralesProyecto:Palabras clave:Empresa:Estado del proyecto:Versión:

ESCUELA UNIVERSITARIA POLITECNICALa Almunia de Dª Godina -ZARAGOZA-Nº P.: Nº O.: Nom.Ar.:

Formato:Plano nº: de: JJ.Alonso

07/06/2018

UNE/DIN-ISO

1:2 ENSAMBLAJE FINALBRAZO ROBOTICO

A3

EuplaEn curso

V8

424.17.65.000424.17.65Ensamblaje_Final.idw

BRAZO ROBOTICO

1 1

1

2

3

4

5

Acero, suaveDIN 439-2Tuerca M3412AceroDIN 7051Tornillo 2,9 x13811PLA424.17.65.105Anclaje servo KPOWER DM4000410Servo KPOWER DM4000 Servo KPOWER DM40029AceroDIN 912Tornillo M3x20 48Servo MG995 Servo Tower Pro MG99517Acero, suaveDIN 912Tornillo M3x1616Acero, suaveDIN 912Tornillo M3x1245PLA424.17.65.104Cover Base14PLA424.1765.103Acople Base13PLA424.17.65.102Tapa Base12PLA424.17.65.101Soporte Base11


Dibujado


Fecha Nombre

ESCALA


Coment:




31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:2 UNIDAD FUNCIONAL BASEENSAMBLAJE BASE

A3

EuplaEn curso

V5

424.17.65.100424.17.65Ensamblaje_Base_100.idw

BRAZO ROBOTICO

1 1

9 10

6

11

4

3

1

2

5

128

7

ESCALA 1:2

Dibujado


Fecha Nombre

ESCALA


Coment:




22/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL BASESOPORTE BASE

A3

BRAZO ROBOTICOBRAZO ROBOTICO

EUPLAEn curso

V3

424.17.65.101424.17.65Soporte_base_101.idw

BRAZO ROBOTICO

1 1

*Plano TFG previo 426.16.34.101

5

70

9,97 17,97

80

19,07

3325,21 23,05

Ø3

8,27

31,73

19,07

Ø3

Ø3

58 5

140

10

Ø140

Ø150

26

Ø5.5

78

Dibujado


Fecha Nombre

ESCALA


Coment:




06/04/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL BASETAPA BASE

A3

BRAZO ROBOTICOBRAZO ROBOTICO

EUPLAEn curso

V6

424.17.65.102424.17.65Tapa_Base_102.idw

BRAZO ROBOTICO

1 1

35,5

6,35

150

49,1

10,1

12

75

3

14,05

5

15

5

139,6

4,82,3

5,5 3

Dibujado


Fecha Nombre

ESCALAESCUELA UNIVERSITARIA POLITECNICA

La Almunia de Dª Godina -ZARAGOZA-Nº P.: Nº O.: Nom.Ar.:

JJ. ALONSO

07/04/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 Unidad Funcional BaseAcople Base

424.17.65.103424.17.65Acople_Base_103.idw

BRAZO ROBOTICO

6

55

5

9,75

R2,5

M3

11,4

27,5

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:2 UNIDAD FUNCIONAL BASECOVER BASE

424.17.65.104424.17.65Cover_Base_104.idw

BRAZO ROBOTICO

139,6

55,6R2,8

82,6

6,6

20

5,7510

78

39

5,6

3

R4

4231,5

2

2

2,5

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

2:1 UNIDAD FUNCIONAL BASEANCLAJE_SERVO_KPOWER

424.17.65.105424.17.65Anclaje_Servo_KPOWER_105.idw

BRAZO ROBOTICO

287

2,4

AceroDIN EN ISO 7051Tornillo M2,2x6,528Servo Futaba Acople Servo Futaba S300317AceroDIN EN ISO 7046Tornillo M3x1246Acople KPOWERDM4000 Acople Servo KPOWERDM400025Acero, suaveDIN 439-2Tuerca M384Acero, suaveDIN 912Tornillo M3x1243PLA424.17.65.202Union Hombro12PLA424.17.65.201Hombro21


Dibujado


Fecha Nombre

ESCALA


Coment:




31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL HOMBROENSAMBLAJE HOMBRO

A3

EuplaEn curso

V5

424.17.65.200424.17.65Ensamblaje_Hombro_200.idw

BRAZO ROBOTICO

1 1

3

4

2

6

7 8

1

5

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:2 UNIDAD FUNCIONAL HOMBROHOMBRO

44.17.65.201424.17.65HOMBRO_201.idw

BRAZO ROBOTICO

R18

10,6

55

R25

19,5

R23

55

60

8

75

3,470

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL HOMBROUNION HOMBRO

44.17.65.202424.17.65UNION_HOMBRO_202.idw

BRAZO ROBOTICO

40 49

24

24 3,5

16

7

R8

4,5

AceroDIN EN ISO 7051Tornillo M2,2 x 6,5 213Servo MG90S Servo Towerpro MG90S112AceroDIN EN ISO 7051Tornillo M2,2 x 9,5 411PLA424.17.65.308Anclaje Servo Futaba S3003210Futaba S3003 Servo motor Futaba S300319Acero bricomatadoehs 1410J67Tornillo aglomerado M2,5 x16 168PLA424.17.65.307Codo F17PLA424.17.65.305Codo E116PLA424.17.65.306Codo E215PLA424.17.65.304Codo D24PLA424.17.65.302Codo B13PLA424.17.65.303Codo C22PLA424.17.68.301Codo A11


Dibujado


Fecha Nombre

ESCALA


Coment:




31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOENSAMBLAJE CODO

A3

EuplaEn curso

V4

424.17.65.300424.17.65Ensamblaje_Codo_300.idw

BRAZO ROBOTICO

1 1

1

3

11

10

9

2 4

5

6

7

8

12

13

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOCODO A

424.7.65.301424.17.65Codo_A_301.idw

BRAZO ROBOTICO

72,5

R3

46.8

25 30,8

2

42

20

6 5,5

2.9

1015 1012

16,5 49 3,5

2,5

R3

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOCODO B

424.17.65.302424.17.65Codo_B_302.idw

BRAZO ROBOTICO

10

7

236 25

2,5

15 10

13,5

72

41

8,2 8,2

33,3 7,75

R3

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOCODO C

424.17.65.303424.17.65Codo_C_303.idw

BRAZO ROBOTICO

15 25

2

51,4

6 3

R6

2010

R2

6

12

29,4

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

2:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOCODO D

424.17.65.304424.17.65Codo_D_304.idw

BRAZO ROBOTICO

25,75

7.4

R4

19

2

316

12

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOCODO D

424.17.65.305424.17.65Codo_E1_305.idw

BRAZO ROBOTICO

8

26 12,2

2

11,9

6,5

3

7,4

32,7

12,65

6,3

16,3

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOCODO E2

424.17.65.306424.17.65Codo_E2_306.idw

BRAZO ROBOTICO

2

2

8

32,7

26 3

6,3

6,9

12,2

6,5

3,25

16,3

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOCODO F

424.17.65.307424.17.65Codo_F_307.idw

BRAZO ROBOTICO

251,5

32,722,7

53,3 R8

2,54,5

12

6,5

124,5

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

2:1 UNIDAD FUNCIONAL CODOANCLAJE SERVO FUTABA

424.17.65.308424.17.65Anclaje_Servo_Futaba_308.idw

BRAZO ROBOTICO

620

2,42

10

Acople servo Tower Pro MG90S210Servo MG90S Servo Tower Pro MG90S29AceroDIN EN ISO 7051Tornillo M2,2 x 6,568Acero bricomatadoehs 1410J67Tornillo aglomerado M2,5x1667PLA424.17.65.406Muñeca F16PLA424.17.65.405Muñeca E15PLA424.17.65.404Muñeca D14PLA424.17.65.403Muñeca C13PLA424.7.65.402Muñeca B12PLA424.17.65.401Muñeca A11


Dibujado


Fecha Nombre

ESCALA


Coment:




31/05/2018

UNE/DIN-ISO

2:1 UNIDAD FUNCIONAL MUÑECAENSAMBLAJE MUÑECA

A3

EuplaEn curso

V1

424.17.65.400424.17.65Ensamblaje_Muñeca_400.idw

BRAZO ROBOTICO

1 1

13

2

5

64

7

8

9

10

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL MUÑECAMUÑECA A

424.17.65.401424.17.65Muñeca_A_401.idw

BRAZO ROBOTICO

39

3

256,5 12

,5

36

1,5

3,5 11,5 3

8

2

6

1,5

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

2:1 UNIDAD FUNCIONAL MUÑECAMUÑECA B

424.17.65.402424.17.65Muñeca_B_402.idw

BRAZO ROBOTICO

24,9

2,45

40,6

11,33

R64,1

7

R3

2

R6

17,5

3,2

6

12

62,7

4,6

R12,45 3,9

12,45

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL MUÑECAMUÑECA C

424.17.65.403424.17.65Muñeca_C_403.idw

BRAZO ROBOTICO

24,9

2,45

6,4

12

R3

6

7,455

1,7

14

10

6

11,3

7,2 5

2,45

6

R6

33,2

8,2

2,9

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

1:1 UNIDAD FUNCIONAL MUÑECAMUÑECA D

424.17.65.404424.17.65Muñeca_D_404.idw

BRAZO ROBOTICO

2

34

28

12

25

6,5

35,5

3

6,5

10,5

1,5

12,5

R6

R3,5

3,5

3

R8

15,5

2,5

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

2:1 UNIDAD FUNCIONAL MUÑECAMUÑECA E

424.17.65.405424.17.65Muñeca_E_405.idw

BRAZO ROBOTICO

24,9

31,6

28

8,25

R612

3 6

2,45

R12,45

2,49

Dibujado


Fecha Nombre



JJ.Alonso

31/05/2018

UNE/DIN-ISO

2:1 UNIDAD FUNCIONAL MUÑECAMUÑECA F

424.17.65.406424.17.65Muñeca_F_406.idw

BRAZO ROBOTICO

6

31,65

4,9

24,9

12 2,45

R12,45

8

3

13,2

6

R6

DISEÑO ELECTRÓNICO Y SOFTWARE DE CONTROL PARA BRAZO ...

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