Diseño y construcción de brazo robótico para línea de...

MEMORIAS DEL XXVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM21 AL 23 DE OCTUBRE DE 2020 MORELIA, MICHOACÁN, MÉXICO | FORMATO VIRTUAL

Tema A3b Mecanismos y Robótica: Plataforma robótica

“Diseño y construcción de brazo robótico para línea de producción entrenadora”

Ernesto Monroy Cruza,*, Vianey García Paredesa, Damián Manzo Hernándeza, Isaías Simón Marmolejob

aTecnológico Nacional de México / Instituto Tecnológico de Atitalaquia, Av. Tecnológico No. 9, Col. Tezoquipa, C.P. 42970, Atitalaquia, Hidalgo,

México. bUniversidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Abasolo No. 600, Col. Centro, C.P. 42000, Pachuca, Hidalgo, México. *Autor contacto:[email protected]

R E S U M E N

Este trabajo presenta el diseño y construcción de un robot articulado de 3 GDL con la finalidad de integrarlo a las mesas

entrenadoras de tiempos y movimientos del laboratorio de Ingeniería Industrial del Tecnológico Nacional de México

Campus Atitalaquia. Al plantear los requerimientos del sistema se utiliza la metodología QFD para determinar las

características de diseño de un robot de configuración “SCARA”. Un prototipo virtual del mismo es llevado a cabo en

SolidWorks y para la construcción de algunos componentes estructurales se utilizó tecnología aditiva (impresión 3D).

Como parte del trabajo también se presenta el análisis cinemático del robot mediante el algoritmo de Denavit-Hartenberg,

así como la validación de la cinemática en el software Wolfram Mathematica. Finalmente, en los resultados se muestra

el robot operado inalámbricamente mediante una aplicación móvil desarrollada que permite controlar las rutinas de

movimiento del robot en la línea de producción entrenadora.

Palabras Clave: Robot articulado, Diseño, Cinemática, SCARA, QFD.

A B S T R A C T

This paper presents the design and construction of a 3 DOF articulated robot in order to integrate it into the time and movement training modules of the Industrial Engineering laboratory of Tecnológico Nacional de México Campus Atitalaquia. When setting the system requirements, the QFD methodology is used to determine the design characteristics of a “SCARA” configuration robot. A virtual prototype of the same is carried out in SolidWorks and for the construction of some structural components additive technology (3D printing) was used. As part of the work, the kinematic analysis of the robot using the Denavit - Hartenberg algorithm is also presented, as well as the validation of the kinematics in Wolfram Mathematica software. Finally, the results show the robot wirelessly operated by means of a mobile application developed that allows controlling the robot’s movement routines in the training production line.

Keywords: Articulated robot, Design, Kinematics, SCARA, QFD.

1. Introducción

El uso del robot industrial, que se identificó como

dispositivo único en la década de 1960, junto con los

sistemas de diseño asistido por computadora (CAD) y

manufactura asistida por computadora (CAM), caracteriza

las tendencias más recientes en la automatización del

proceso de manufactura [1]. Conceptualmente, un robot

industrial es el resultado de la unión de una estructura

mecánica articulada y de un sistema electrónico de control,

en el que se integra un procesador como “cerebro” del

sistema.

Se dice entonces que el brazo robótico es una de las

innovaciones tecnológicas más importantes que han surgido

para el aumento de productividad y mejora de la calidad del

producto de los procesos de manufactura. Por ello, en la

actualidad los robots se encuentran presentes en cualquier

tipo de industria llevando a cabo diversas tareas, tales como:

manejo de materiales, carga y descarga de piezas, pintura,

soldadura, inspección de calidad, ensamblaje, entre otras.

Por otro lado, en el ámbito educativo, hablando en términos

de instituciones de nivel superior, es difícil que se cuente

con este tipo de tecnología dentro de los laboratorios debido

a los costos de dichos equipos. En ese sentido, una de las

estrategias que se han planteado diversas instituciones

educativas es el auto equipamiento de laboratorios a través

de proyectos que generen maquinaria y equipo que permita

acercar al estudiante a situaciones del entorno industrial real.

Por ello, la creación de brazos robóticos por parte de

universidades y centros de investigación es muy común


actualmente, por ejemplo, en [2] se muestra el diseño de un

brazo robótico antropomórfico de 5 grados de libertad para

la automatización del proceso de análisis bacteriológico en

laboratorios clínicos, de carácter formativo y de bajo costo.

Su control es a través de una tarjeta Arduino y sus órdenes

de control fueron programadas desde Matlab, el material

ocupado en este caso fue acrílico, dada su alta resistencia y

fácil manufactura. A pesar de que el material acrílico es

resistente, la manufactura en él no resultó tan precisa para

algunas piezas del brazo. En [3] se aborda otro caso; la

creación de un brazo robótico utilizando tecnologías como

la impresión 3D para las piezas, junto con hardware y

software libre como el Arduino con un módulo Bluetooth, el

cual es enlazado con un aplicativo móvil hecho en Android

para el funcionamiento y control del brazo a distancia. Este

diseño parece ser útil para el objetivo de este proyecto, sin

embargo, tiene ciertas condiciones que no favorecen su

funcionamiento, ya que es un brazo robótico que funciona a

base de servomotores, los cuales cuentan con baja capacidad

de torque, además de que su área de trabajo es limitada y por

ende su aplicación.

En dichos trabajos, los problemas que se han identificado

se deben a la falta de metodología para el diseño de los

brazos robóticos, pues es importante que las características

de ellos se definan con base en las necesidades de la

aplicación o actividad del robot. Ante este escenario, se

aprecia que llevar a cabo una metodología en el proceso de

diseño y construcción facilita el logro de los objetivos, tales

como: funcionalidad, operabilidad, optimización de

recursos y disminución de tiempos de fabricación.

La metodología QFD ha sido considerada por varios años

como una herramienta de apoyo importante para la toma de

decisiones en la etapa temprana del diseño de robots.

Ejemplos de ello son el desarrollo de un robot cartesiano

como impresora 3D en [4], donde se hace hincapié en las

necesidades y requerimientos de los clientes, en este caso,

los estudiantes de la facultad de ingenierías de la

Universidad de Pamplona, teniendo como resultados el

desarrollo de una ruta crítica en la planificación del

proyecto, además de su diseño asistido por computadora

(CAD), construcción y la puesta en marcha del sistema. Por

otra parte, en [5] también definen los criterios de diseño de

un robot deslizante para realizar tareas de inspección y

mantenimiento en pozos petroleros. Para ello realizaron

encuesta a varios expertos en el tema. A partir de los

resultados de la QFD fue posible determinar los requisitos

técnicos que debe reunir la estructura robótica que se desea

diseñar.

El presente trabajo presenta el desarrollo de los siguientes

puntos: el planteamiento de los requerimientos para aplicar

la metodología QFD y así determinar las características de

diseño y construcción de un robot de configuración SCARA,

también se muestra el análisis de la cinemática directa e

inversa para simular la configuración con las ecuaciones

resultantes en el software Wolfram Mathematica.

Asimismo, se presenta el diseño en CAD mediante

SolidWorks de las piezas y el ensamble de dicho robot. Una

vez que se concluye el prototipo virtual, se comienza con la

construcción, la cual contempla la fabricación de algunas

piezas mediante tecnología aditiva. De igual forma, se

muestra el esquema general de la relación entre los

componentes de hardware y software para el control

inalámbrico del brazo, el cual consiste en un

microcontrolador ATMEGA 328, que recibe una señal por

Bluetooth y transfiere las órdenes a los motores a pasos que

accionan las articulaciones del robot. Finalmente, como

resultado se presenta la plataforma robótica funcional

llevando a cabo rutinas de movimientos en conjunto con las

mesas didácticas para tiempos y movimientos de procesos

industriales con las que cuenta el laboratorio de Ingeniería

Industrial del Tecnológico Nacional de México Campus

Atitalaquia.

2. Metodología de desarrollo

2.1. Evaluación de requerimientos

Una de las metodologías que permite tener en cuenta la

opinión de los usuarios acerca de un producto antes de su

concepción y que ha demostrado ser una herramienta eficaz

es la metodología QFD (Desarrollo de la Función de la

Calidad por sus siglas en inglés). En ella se traducen los

requerimientos y parámetros principales, así como las

características necesarias para ir acotando el proceso de

generación de alternativas de solución [6].

Las especificaciones principales que se deben considerar

en el diseño del robot articulado con base en las necesidades

de la línea de producción entrenadora son las siguientes:

• La configuración del robot debe ser óptima para pick and

place de componentes.

• El robot debe tener posibilidad de ser tele operado desde

un dispositivo móvil además de la computadora.

• Los dispositivos electrónicos deben de ser de bajo costo.

• El prototipo debe ser ligero para evitar un alto consumo

de energía.

• El diseño final debe ser ergonómico para la interacción

con el operador.

Figura 1- Matriz QFD analizada.


De esta forma para cumplir con los parámetros de diseño,

se decide proponer 3 alternativas y evaluar cada una de ellas,

ver Fig. 1. Como opción A se consideró usar motores a paso,

comunicación por bluetooth y Arduino como

microcontrolador principal. La opción B: Servomotores y

dispositivos Xbee. Y en la opción C: Una tarjeta DAQ de

National Instruments para control y comunicación

inalámbrica. De esta forma se evaluaron criterios de diseño

para elegir la mejor opción para resolver el problema, siendo

ésta la opción A.

2.2. Algoritmo Denavit – Hartenberg (D-H)

Este método se basa en la optimización de matrices de

transformación homogénea, estas matrices son de cuatro por

cuatro y representan la transformación de un vector de

coordenadas homogéneas de un sistema a otro, cuenta a su

vez con cuatro sub-matrices: la de rotación, traslación,

perspectiva y factor de escalonamiento. En otras palabras, el

algoritmo es un método matricial que permite establecer de

manera sistemática un sistema de coordenadas ligado a cada

eslabón de una cadena articulada, pudiéndose determinar las

ecuaciones cinemáticas de la cadena completa [7].

De acuerdo al método, escogiendo de manera adecuada

los sistemas de coordenadas asociados a cada eslabón, será

posible pasar de uno a otro mediante cuatro

transformaciones básicas que dependen de las características

geométricas del eslabón.

Para iniciar con el análisis del robot SCARA, es

necesario mencionar que este consta de una configuración

RRP. Considerando esto, el robot puede ser representado

esquemáticamente en la Fig. 2., en donde los cilindros

representan el movimiento rotacional que se tiene entre

eslabones, es decir representan las variables articulares q1 y

q2 y el cubo indica el desplazamiento prismático del eslabón

final, lo que corresponde a la tercera variable articular q3.

Asimismo, son considerados l1, l2 y l3 como las longitudes

de los eslabones.

Figura 2- Representación esquemática de la configuración SCARA.

2.2.1 Cinemática directa

Haciendo uso del algoritmo de Denavit-Hartenberg se

asigna un sistema de coordenadas para cada eslabón [8],

como se muestra en la Fig. 2, a través de esto, y siguiendo

los pasos descritos en [1], se determinan los parámetros que

se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 – Parámetros obtenidos para utilizar en el método de Denavit

Hartenberg.

Los parámetros encontrados para cada elemento serán

sustituidos en la matriz de transformación homogénea

mostrada en la ec. (1).

(1)

Para obtener así la matriz de transformación homogénea

correspondiente a cada uno de los elementos del robot,

mostradas en las ecs. (2)-(4).

(2)

(3)

(4)

Para obtener la matriz de transformación homogénea que

relacione la base del robot con el efector final se debe

aplicar:

(5)

Elemento θi di ai αi

1 q1 l1 l2 0

2 q2 0 l3 180°

3 0 q3 0 0

Elemento 1

Elemento 2

Elemento 3

T0

0 0 0 1

i i i i i i i

i i i i i i i

i

i i i

C S C S S a C

S C C C S a S

S C d

−

− =

1 1 2 1

1 1 2 10

1

1

cos(q ) (q ) 0 cos(q )

(q ) cos(q ) 0 sen(q )

0 0 1

0 0 0 1

sen l

sen lA

l

− =

2 2 3 2

2 2 3 21

2

cos(q ) (q ) 0 cos(q )

(q ) cos(q ) 0 sen(q )

0 0 1 0

0 0 0 1

sen l

sen lA

− = −

2

3

3

1 0 0 0

0 1 0 0

0 0 1 q

0 0 0 1

A

=

0 0 1 2

3 1 2 3T A A A=

l1

l2 l3


C.D.P.

Desarrollando el producto de las matrices de

transformación antes mencionadas se obtiene:

1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 3 3 1 2

2 1 1 2 1 2 1 2 2 1 2 3 1 1 3 20

3

1 3

0

0

0 0 1

0 0 0 1

C C S S C S C S l C C C l l S S

C S C S C C S S l S C l S C l ST

l q

− + + −

+ − + + + = − −

(6)

Por simplificación en la escritura de los elementos de las

matrices se ha adoptado la siguiente nomenclatura:

1 1

1 1

2 2

2 2

os(q )

(q )

os(q )

(q )

C C

S Sen

C C

S Sen

=

=

=

=

De la matriz de transformación homogénea en la ec. (6)

se observan las ecs. (7)-(9) que representan la cinemática

directa de posición (C.D.P.) del robot.

(7)

(8)

(9)

2.2.2 Cinemática inversa

La cinemática inversa consiste en obtener las variables

articulares a partir del conocimiento de la posición del

efector final del brazo [9].

Se parte del hecho de que la matriz de transformación

homogénea de la ec. (6) es reemplazada por la siguiente

expresión [10]:

(10)

Cabe hacer mención que los términos Px, Py, Pz,

representan la posición del efector final en los ejes X, Y, Z

respectivamente.

Tomando las consideraciones anteriores, a partir de la ec.

(5) se obtiene:

(11)

Donde:

(12)

Sustituyendo las ecs. (10) y (12) en la ec. (11) se obtiene:

=

(13)

A partir de aquí, se siguen los pasos descritos en [10]

para encontrar una expresión donde q1 esté en función de

constantes y no de q2 o q3. En ese sentido, se obtiene lo

siguiente:

(14)

Simplificando la ec. (14) se obtiene:

(15)

Despejando a q1 de la ec. (15) se obtiene su expresión

final:

(16)

Una vez que se conoce q1, se puede conocer a q2 y q3, esto

a partir de la ec. (11) se obtiene lo siguiente:

(17)

Reemplazando los valores respectivos de la ec. (17)

resulta lo siguiente:

0 1 0 1 2

1 3 2 3( )A T A A− =

1 1

1 1 3 2

11 3 2 2

1 1

y x

y x

yx

x x

C P S P

C P C P l S

S PC P l C l

C P C P

−

=+

+

1 3 21

3 2 2

y

x

P l Stg tg q

P l C l

−

− = +

1 1 3 21

3 2 2

y

x

P l Sq tg tg

P l C l

− − = −

+

0 1 1 1 0 2

1 2 3 3( ) ( )A A T A− − =

cos(q ) l cos(q q )2 1 3 1 2

x l= + +

0

3

0 0 0 1

x x x x

y y y y

z z z z

n o a p

n o a pT

n o a p

=

1 122 2 2 2

1 1 1 1

1 10 1

2 2 2 21

1 1 1 1

1

0

0 0( )

0 0 1

0 0 0 1

C Sl

C S C S

S CA

C S C S

l

−

− + +

−

= + + −

1 122 2 2 2

1 1 1 1

1 1

2 2 2 2

1 1 1 1

1

0

0 0

0 0 1

0 0 0 1

C Sl

C S C S

S C

C S C S

l

− + +

−

+ + −

2 2 2 3

2 2 2 3

3

0

0

0 0 1

0 0 0 1

C S C l

S C S l

q

− − −

0 0 0 1

x x x x

y y y y

z z z z

n o a p

n o a p

n o a p

sen(q ) l sen(q q )2 1 3 1 2

y l= + +

z q1 3l= −


(18)

Para conocer a q2 se lleva el mismo procedimiento que

con q1, solo que ahora se toma la ec. (18) como base, de esa

forma se obtiene lo siguiente:

(19)

De la ec. (19) se despeja a Cos(q2), resultando:

2 2 2 2

3 2

2

1 2

Cos( )2

x yP P l lq

l l

+ − −= (20)

Finalmente, de la ec. (20) se despeja la variable articular

q2, quedando expresada de la siguiente manera:

(21)

Del mismo sistema de matrices representado en la ec.

(18) se puede obtener una ecuación que involucre a q3:

1 3zP l q− = − (22)

Así, la ecuación resultante para la variable articular q3

queda de la siguiente manera:

(23)

2.2.3 Validación de Cinemática en Wolfram

Mathematica

Para verificar los resultados obtenidos de la cinemática

directa e inversa se realizó una simulación en el software

Wólfram 9.0 en donde se colocaron las ecuaciones que

describen el movimiento de las articulaciones, ver Fig. 3,

previamente obtenidas con el algoritmo D-H. En la

simulación se utiliza el comando Manipulación que permite

mover las variables articulares q1, q2 y q3 esto con la

finalidad de ver los límites permisibles del robot de acuerdo

a las dimensiones consideradas para cada uno de los

eslabones, además se añadió el comando de Animación para

visualizar gráficamente un pequeño gif de los movimientos

de todo el brazo robótico. Lo anterior, permitió validar el

cálculo realizado sobre la cinemática del brazo articulado.

Figura 3- Parte del código creado en Wolfram para la validación de la

cinemática del robot.

Mediante el software, se visualizaron los movimientos de

la estructura del robot SCARA en el plano tridimensional,

comprobando así que las articulaciones del robot se lleven

acabo de acuerdo a la configuración planteada, ver Fig. 4.

Figura 4- Resultado de la simulación en Wolfram.

2.3. Diseño en CAD

Utilizando dibujo asistido por computadora,

específicamente con el software SolidWorks, se crearon

cada uno de los componentes del robot articulado.

Figura 5- Diseño mecánico del brazo robótico. a) Base y guías lineales

sobre las que se efectuará un movimiento prismático; b) Eslabones

“brazo” y “hombro” del robot.

2 2 2 2

3 21

2

1 2

Cos2

x yP P l lq

l l

− + − −

=

3 1 zq l P= − a) b)

1 2 1 2 2 1 1 2 2 3 1

2 1 1 2 1 2 1 2 3 1

1

0

0

0 0 1

0 0 0 1

C C S S C S C S l l C

C S C S C C S S l S

l

+ − + − − − + − − − − 0 0 0 1

x x x x

y y y y

z z z z

n o a p

n o a p

n o a p

3

1 0 0 0

0 1 0 0

0 0 1 q

0 0 0 1

=

( ) ( )( )

2 2 2 2 2 2

3 1 2 2 1 1

1 2 1 2 1 1 2 1

Cos( ) Cos ( ) Sin ( )

2 Cos( )Cos( ) Sin( )Sin( )

x yP P l q q l q q

l l q q q q q q

+ = + + +

+ + + +


Como primer paso se determinó el diseño de la estructura

para la base del robot, lo siguiente fue trabajar en la

estructura para los brazos, ya que se tenían que colocar

mecanismos para transmitir movimiento mediante correas

dentadas, ver Fig. 5. Finalmente, se le agregó una pinza

como efector final.

Se ensamblaron virtualmente todos los elementos que

formarían parte del robot, esto con la finalidad de descartar

posibles colisiones entre los elementos. El prototipo virtual

final del robot SCARA diseñado se muestra en la Fig. 6.

a) b)

Figura 6- a) Ubicación del robot en mesa de estudio de tiempos y

movimientos de líneas de producción; b) Renderizado del diseño y

ensamblaje de los elementos para el brazo robótico SCARA.

2.4. Fabricación

Teniendo el diseño listo, se comienza con la construcción

del robot. La mayoría de los elementos estructurales se

fabricaron con impresión 3D, con material PLA (Ácido Poli

Láctico) debido a que la resistencia de este material de

fabricación es apta para los esfuerzos generados por el robot.

Posteriormente, se realizó el ensamble de los componentes

de la base, ver Fig. 7, estos fueron diseñados para poder

colocar guías y rodamientos lineales.

Figura 7- Colocación de la base junto con las guias lineales y tornillo

sin fin en el centro de la estructura.

Las guías lineales y el tornillo sin fin permiten obtener la

articulación prismática del brazo. Teniendo la base y la

estructura central ajustadas, se continúa con la colocación de

los brazos, así como los rodamientos y bandas de

transmisión para darles el movimiento a los mismos, además

de la pinza como efector final.

Colocando los motores a pasos en sus lugares

respectivos, así como el servomotor para abrir y cerrar la

pinza que sujetará los objetos, se concluye la etapa de

ensamble del prototipo diseñado, el cual se puede apreciar

en la Fig. 8.

Figura 8- Brazo robótico SCARA ensamblado.

En este punto es importante aclarar que en el esquema de

la Fig. 2 se consideró la articulación prismática a través del

elemento 3, sin embargo, en el diseño final del robot

mostrado en la Fig. 6 dicha articulación es llevada a cabo

sobre la base del robot. Lo anterior, no afecta las ecuaciones

obtenidas en la cinemática dado que el movimiento lineal

que se está llevando a cabo en el eje z por parte del efector

final y ello no influye en las demás variables articulares.

3. Plataforma desarrollada

3.1. Componentes electrónicos

La programación del brazo robótico se realizó con el módulo

ATMEGA-328 que mandaría la señal a los motores a pasos

y servomotores ocupados.

Es posible mandar instrucciones del movimiento al robot

vía Bluetooth y con ayuda de una aplicación desarrollada

especialmente para el brazo. Los componentes electrónicos

principales son los siguientes:

•Motores paso a paso NEMA 17 bipolar, tiene un ángulo de

paso de 1.8º (200 pasos por vuelta) y cada bobinado es de

1.7A a 12V, ver Fig. 9(a). Estos motores, por su

funcionamiento, permiten tener un movimiento más exacto,

además de tener una alta manejabilidad [11].

• Driver para motor a pasos A4988, con el cual se logra hasta


1/16 de paso. Opera en un rango de 8 a 35 volts y puede

entregar hasta 1A por fase. Este driver es ideal para manejar

motores a pasos bipolares de hasta 2 amperes por bobina de

una manera sencilla mediante los pines digitales de un

microcontrolador, Fig. 9(b).

Figura 9- a) Motor a pasos NEMA 17; b) Driver A4988.

•Tarjeta Arduino UNO esta una placa electrónica basada en

el ATmega328. Cuenta con 14 pines digitales de

entrada/salida (de los cuales 6 se pueden utilizar como

salidas PWM y 6 entradas analógicas), un oscilador de

16MHz, una conexión micro USB, un conector de

alimentación, una cabecera ICSP, y un botón de reinicio, ver

Fig. 10(a).

• Bluetooth HC-05 es un módulo transmisor/receptor TTL.

Permite transmitir como recibir datos a través de tecnología

bluetooth sin conectar cables a los dispositivos a comunicar.

Es compatible con Arduino y se controla mediante

comandos AT por el puerto serie, ver Fig. 10(b).

• Servomotor MG995, este actuador se destaca por su gran

torque, engranajes metálicos y gran robustez. Funciona con

cualquier microcontrolador, ver Fig. 10(c).

Figura 10- a) Tarjeta ARDUINO; b) Módulo Bluetooth; c) Servomotor.

3.2. Interfaz de control

Para la manipulación vía remota se envían las consignas

desde Android a Arduino con Bluetooth. Para ello se diseñó

una aplicación a través de un entorno de desarrollo gráfico

permitido en el programa. Después para la programación se

basa en un lenguaje visual a partir de bloques Java. Se usó

este programa debido a que es libre y se pueden crear apps

Android de una manera rápida y sencilla sin tener muchos

conocimientos de Java. Una vez finalizado el diseño y la

programación de la App, se descarga y se instala en un

dispositivo Android. En la Fig. 11 se observa la interfaz

generada para el control del brazo.

Figura 11- Aplicación diseñada para el control inalámbrico del robot.

3.3. Diagrama esquemático

En la Fig. 12 se muestra el esquema general de los

componentes involucrados en la plataforma robótica

desarrollada. Para su funcionamiento es necesario utilizar

una fuente de alimentación de 12 V para poder así energizar

los motores a pasos.

Debido a que la programación fue desarrollada en

Arduino, se tiene la posibilidad de controlar el brazo desde

un servidor o desde un dispositivo móvil, asignando así

alguna rutina especifica al robot.

Figura 12- Esquemático de los components involucrados en la

plataforma robótica.

3.4. Resultados

En la Fig. 13 se muestra el brazo robótico integrado a las

mesas, las cuales cuentan con bandas transportadoras en los

costados. Dichas mesas son utilizadas para la capacitación

en la medición de tiempos y movimientos de líneas de

producción dentro del laboratorio de Ingeniería Industrial

del Tecnológico Nacional de México Campus Atitalaquia.

La función principal del robot en este entorno es de pick and

place, es decir, tomar y colocar en un punto diferente los

objetos que se transportan en los contenedores de las bandas

transportadoras.

a) b)

a) b) c)


Figura 13- Plataforma robótica desarrollada integrada en las mesas

entrenadoras de línea de producción del laboratorio del Tecnológico de

Atitalaquia.

La Fig 14 muestra un instante de operación de la

plataforma desarrollada. El correcto funcionamiento del

robot brindó mayor flexibilidad a los equipos con los que ya

se contaban en el laboratorio, logrando así tener un sistema

de producción más real al entorno industrial.

Figura 14- Brazo robótico operando en mesa didáctica para tiempos y

movimientos de una línea de producción.

4. Conclusión

El diseño y construcción de un brazo robótico depende en

mucha medida de las características de la aplicación que este

vaya a realizar, asimismo la metodología QFD es muy útil

para el desarrollo de un proyecto de este tipo dado que

permite evaluar adecuadamente los requerimientos de

diseño.

Con la ayuda del análisis cinemático podemos obtener

una aproximación del funcionamiento del robot. La

metodología D-H permite obtener de manera analítica la

cinemática directa e inversa de un robot mediante pasos

claros.

El robot SCARA diseñado y construido es capaz de

cumplir con su función al realizar trayectorias con

movimientos suaves utilizando el control inalámbrico a

través de un dispositivo móvil.

Finalmente, el prototipo obtenido será de gran utilidad

para el uso de las mesas transportadoras de la línea de

producción entrenadora del Instituto Tecnológico de

Atitalaquia y da pauta para que se sigan realizando proyectos

que aporten auto equipamiento a los laboratorios de las

instituciones educativas.

REFERENCIAS

[1] J. J. Craig, Robótica. México: Pearson educación (2006).[2] S. Rojas, S. Escrucería, M.A. Suárez, C.A. Peña, Diseño

e implementación de un brazo robótico de bajo costo parala automatización en el proceso de análisis bacteriológico.Revista INGE CUC 8 (2012) 1.

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