PROTOTIPO DE AUTOMATIZACIÓN PARA UNA DISTRIBUIDORA

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METODOLOGÍa

La meta del prototipo es que funcione de la siguiente manera:

El usuario seleccionara una serie de productos en una pantalla de computadora o Tablet, generara una orden de pedido la cual será enviada al brazo robótico móvil para que se traslade a buscar estos productos en un stand; si es un pedido prioritario o para la venta en el almacén, el brazo transportara estos productos a una banda transportadora que luego la entregara por medio de una especie de tolva al usuario final; si el pedido es para enviar fuera del almacén, el brazo se trasladara a coger sus productos y lo empacara en una caja para su posterior sellamiento y envió.

El prototipo contara con varias fases para su desarrollo, que cumplirán los siguientes objetivos.

- Diseño y construcción de un brazo robótico

- Diseño y construcción de un carro móvil que se implementara para sostener el brazo robótico y darle traslación al brazo.

- Diseño y construcción de una banda transportadora y estante de productos para complementar el prototipo de automatización

- Culminación del proyecto con la programación de los elementos conectados de forma sinérgica y de ser posible diseñar un software empresarial para el manejo del prototipo

Las fases principales para el desarrollo se contemplan así:

- Investigación de los principios básicos de funcionamiento de un brazo robótico y los sus elementos, también se realizara la misma investigación para la banda transportadora.

- Cálculos básicos para el desarrollo del prototipo y requerimientos de diseño.

- Diseño de piezas en Solid Edge para la posterior fabricación.

- Electrónica y programación de los elementos (brazo robótico, banda, programa de productos);

En general la metodología del proyecto se realizará de forma como se puede observar a continuación en la figura 1.

[pic 1]

FIGURA 1/ Desarrollo metodológico para la construcción de un prototipo de automatización de una distribuidora

Conceptos y parámetros de diseño básicos del brazo robótico y la banda transportadora

Brazo robótico

Un brazo robótico es un dispositivo mecánico y electrónico que puede ser programable para cumplir determinadas funciones, su estructura es similar a la de un brazo humano y sus partes son conectadas entre sí como articulaciones que permiten movimientos rotacionales y en algunos casos movimientos traslación y rotación.

En la actualidad existen varios sistemas robóticos, y en concordancia con este proyecto se destacan dos de gran importancia: el robótico móvil y robótico serial.

La robótica serial es aplicable para la construcción de un brazo robótico ya que este es un brazo mecánico compuesto por una serie de eslabones que al final de la cadena se encuentra un efector final, que puede ser una herramienta para realizar alguna tarea; el prototipo es también una maquina con la capacidad de trasladarse de un lugar a otro, por lo que para que se cumpla esta condición se utilizan principios de robótica móvil.

Elementos del brazo robótico

El brazo robótico cuenta con diferentes elementos dependiendo su función, en este caso la movilidad de las articulaciones se rea ejecutada por servomotores, el control de estos será por medio de una tarjeta de control programable y contendrá además algunos circuitos de protección, además de su estructura que para efectos del prototipo será en acrílico.

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Calculo de momentos de inercia

Los cálculos de momento de inercia son importantes para saber el la capacidad de torque que requiere cada servo motor, la información importante para de terminales son la distancia del brazo en cada junta y la longitud total del brazo, otro parámetro son los pesos tanto del material de brazo como de cada uno de los componentes, ya que esto adhiere esfuerzo al eje del servomotor.

Para determinar los torque nos debemos centralizar en el punto más crítico que cuando el brazo está totalmente extendido de forma horizontal, luego se calcula los momentos teniendo en cuenta la masa del objeto máximo que se va a levantar y la de la estructura del brazo.

A continuación la tabla 1 nos muestra los pesos ponderados que se van a tener en cuenta

Partes

PESO EN GRAMOS (g)

Pinza

136

Muñeca

54

Brazo

275

Antebrazo

280

TOTAL

745

TABLA 1/ Pesos ponderados del brazo

Calculo de Fuerzas

[pic 2]

DIAGRAMA 1/ Fuerzas resultantes del brazo

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[pic 4]

DIAGRAMA 2/ Sumatoria de fuerzas en Mc

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[pic 28]DIAGRAMA 3/ Sumatoria de fuerzas en Mb[pic 29]

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[pic 43]DIAGRAMA 4/ Sumatoria de fuerzas en Ma

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