Diseño de un robot paralelo tipo delta para aplicaciones de manipulación de objetos Pick and Place.

Este trabajo de grado tiene como finalidad el diseño de un robot paralelo tipo Delta con tres grados de libertad, en configuración RSS (Rotacional-Esférica- Esférica), para aplicaciones de manipulación de objetos. El cual, fue desarrollado en el semillero de investigación MEC-AUTRONIC, adscrito al g...

Full description

Autores:: García Bonilla, María José

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2022

Institución:: Universidad de Ibagué

Repositorio:: Repositorio Universidad de Ibagué

Idioma:: spa

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description	Este trabajo de grado tiene como finalidad el diseño de un robot paralelo tipo Delta con tres grados de libertad, en configuración RSS (Rotacional-Esférica- Esférica), para aplicaciones de manipulación de objetos. El cual, fue desarrollado en el semillero de investigación MEC-AUTRONIC, adscrito al grupo de investigación D+TEC, de la Universidad de Ibagué, en colaboración con el grupo de investigación MANTIS, de la Universidad de Castilla-La Mancha, en España. Se inicia con el estudio de las diferentes configuraciones de este tipo de robots. Luego, se genera un modelo matemático que da solución al problema cinemático, tan directo como inverso. A continuación, se realiza la validación del modelo matemático a través de simulaciones en un entorno de cálculo numérico, generando trayectorias geométricas y movimientos punto a punto, junto con el análisis del espacio de trabajo del robot, teniendo en cuenta las restricciones de movimiento de los mecanismos. Asimismo, se desarrolla el modelo 3D a partir de un programa de diseño asistido por computador para dar forma y dimensiones a cada una de las partes del robot. Para finalizar, se presenta el diseño del sistema electro-electrónico y de una interfaz hombre máquina para comandar el robot. Es as__, como se presenta un prototipo de robot para la manipulación de objetos en un espacio de trabajo de 350_300_250 mm aproximadamente, el cual puede soportar cargas máximas de 1 kg.
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A continuación, se realiza la validación del modelo matemático a través de simulaciones en un entorno de cálculo numérico, generando trayectorias geométricas y movimientos punto a punto, junto con el análisis del espacio de trabajo del robot, teniendo en cuenta las restricciones de movimiento de los mecanismos. Asimismo, se desarrolla el modelo 3D a partir de un programa de diseño asistido por computador para dar forma y dimensiones a cada una de las partes del robot. Para finalizar, se presenta el diseño del sistema electro-electrónico y de una interfaz hombre máquina para comandar el robot. Es as__, como se presenta un prototipo de robot para la manipulación de objetos en un espacio de trabajo de 350_300_250 mm aproximadamente, el cual puede soportar cargas máximas de 1 kg.The purpose of this thesis is to design a three-degree-of-freedom Delta-type parallel robot in an RSS (Rotational-Spherical-Spherical) configuration for object manipulation applications. The project was developed in the MEC-AUTRONIC research center, affiliated with the D+TEC research group at the University of Ibagué, in collaboration with the MANTIS research group at the University of Castilla-La Mancha, Spain. It begins with a study of the different configurations of this type of robot. A mathematical model is then generated that provides a solution to the kinematic problem, both direct and inverse. The mathematical model is then validated through simulations in a numerical computing environment, generating geometric trajectories and point-to-point movements, along with an analysis of the robot's workspace, taking into account the motion constraints of the mechanisms. The 3D model is also developed using a computer-aided design program to give shape and dimensions to each of the robot's parts. Finally, the design of the electro-electronic system and a human-machine interface for controlling the robot are presented. Thus, a prototype robot for object manipulation in a workspace of approximately 350-300-250 mm is presented, which can support maximum loads of 1 kg.PregradoIngeniero Mecánico1. Introducción.....1 1.1. Motivación y antecedentes.....1 1.2. Objetivos.....2 1.2.1. Objetivo general.....2 1.2.2. Objetivos específicos.....2 1.3. Estructura del documento.....3 2. Estado del Arte 4 2.1. Manipuladores robotizados.....4 2.2. Robótica paralela.....8 2.2.1. Robot Delta.....8 2.2.2. Aplicaciones del robot Delta.....10 3. Modelo matemático.....14 3.1. Nomenclatura y descripción del sistema.....14 3.2. Problema cinemático.....15 3.2.1. Cinemática directa.....15 3.2.2. Cinemática inversa.....20 3.3. Simulaciones.....21 3.3.1. Validación del modelo cinemático directo.....21 3.3.2. Validación del modelo cinemático inverso.....23 3.3.3. Análisis del espacio de trabajo.....25 INDICE GENERAL.....IV 3.3.4. Generación de trayectorias.....29 4. Sistema mecánico.....46 4.1. Eslabones.....48 4.2. Plataforma fija y móvil.....52 4.3. Marco del robot.....53 4.4. Selección del actuador.....54 5. Sistema electro-electrónico.....56 5.1. Tarjeta microcontroladora.....57 5.2. Sistema de comunicación.....57 5.3. Actuador y driver de potencia.....58 5.4. Sistema de alimentación.....59 5.5. Indicadores de estado.....59 5.6. Cámara.....60 5.7. Caja Electrónica.....60 5.8. Diagrama eléctrico del robot.....62 5.9. Interfaz Hombre Maquina.....62 6. Conclusiones y trabajos futuros.....65 6.1. Conclusiones.....65 6.2. Trabajos futuros.....66 Bibliografía.....70100 páginasapplication/pdfGarcía Bonilla, M.J. (2022). Diseño de un robot paralelo tipo delta para aplicaciones de manipulación de objetos Pick and Place. [ Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4940https://hdl.handle.net/20.500.12313/4940spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaABB (2004). Especi caciones Robot Articulado. ABB Automation Technologies AB.ABB (2022a). IRB 360 FlexPicker.ABB (2022b). IRB 390 FlexPacker Ofreciendo nuevas posibilidades para la preparaci on y el embalaje ultrarr apidos de gran carga.Antelo, L. (2016). Dise~no e implementaci on de un sistema de control para la representaci on gr a ca a partir de im agenes.An bal, B. O. (2001). ROB OTICA Manipuladores y robots m oviles. Espa~na, marcombo alfaomega edition.Apple (2021). MacBook Air (13 pulgadas, 2017) - Especi caciones t ecnicas.Arduino (2022). Arduino Mega 2560 Rev3.Bancolombia, G. (2018). Rob otica + agricultura: Innovaci on en los campos colombianos.Baohua, Z. and Zhou, J. (2019). Agricultural Robots: Fundamentals and appli- cations. London, integrated crop management edition.Barrientos, A., Pe~nin, L., Balaguer, C., and Aracil, R. (2007). Fundamentos de Rob otica, volume 2. Aravaca,Madrid, segunda edici on edition.Blueberries (2020). Aut omatas con ia como eco robotix reducir an la demanda de herbicidad y pesticidas. Noticias.Boudreau, R. and Gosselin, C. M. (1998). The synthesis of planar parallel manipulators with a genetic algorithm. In International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Con- ference, volume 80302, page V01AT01A032. American Society of Mechanical Engineers.Boudreau, R. and Gosselin, C. M. (2001). La synth ese d'une plate-forme de gough-stewart pour un espace atteignable prescrit. Mechanism and Machine Theory, 36(3):327{342.B&R Industrial Automation GmbH (2022). B&R Industrial Automation GmbH.Burnano, L. C., Peregrino, R., Daravi~na, G., and Quintero, H. F. (2018). Graphical interface development for the position control of a 3rrr planar parallel manipulator. Scientia et Technica, 23:168{174.Corporation, F. (2022). Delta Robot - Models -ROBOT - FANUC CORPORATION.Delta, R. (2021). Sistema modular dry-tech para robots delta.DFROBOT (2020). Tb6600 stepper motor driver sku dri0043 dfrobot.EcoInventos (2021). 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Diseño de un robot paralelo tipo delta para aplicaciones de manipulación de objetos Pick and Place.

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