Robot Tool:

Abstract

El presente trabajo está enfocado en la conversión de robots industriales a sistemas CNC. Con el fin de poder utilizarlos robots CNC como una herramienta multipropósito y poder ser utilizados en casi cualquier proceso industrial. En el capítulo 1 se plantean los objetivos generales como los objetivos específicos y cómo se planean desarrollar, también se propone la Hipótesis a demostrar, la metodología que se seguirá a lo largo del desarrollo de este trabajo de tesis. De forma general se dan a conocer las principales herramientas con las que se cuentan, tanto en el laboratorio así como también el material proporcionado por la empresa CIARobotics. En el capítulo 2 se describen las características principales de los robots, similitudes entre las partes de un robot y el cuerpo humano, tipo de articulaciones que se pueden encontrar en un robot, la clasificación de los robots dependiendo de su configuración y espacio de trabajo. También se da una breve explicación sobre el funcionamiento de los encoders, ya que son los sensores más utilizados para medir las posiciones de las articulaciones. Tipo de transmisiones comúnmente utilizadas en maquinaria industrial, así como una descripción general de las transmisiones armónicas las cuales son utilizadas en brazos robóticos.

En el capítulo 3 se describen la tecnología CAD/CAM y qué diferencias existen entre estas, así como la importancia y las ventajas de utilizarlas. Se describe el principio básico de funcionamiento de programación de robots industriales.

En el capítulo 4 se describen las principales herramientas matemáticas utilizadas en el modelado de robots, operaciones convectores como lo son la suma, resta, producto punto y producto entre matrices. Representaciones espaciales y cómo son utilizadas dependiendo de la configuración del robot. Se describen los conceptos de matrices de rotación, traslación y las matrices de transformaciones homogéneas, se utiliza un cubo para representar gráficamente como trabajan las matrices de transformación.

En el capítulo 5 se caracteriza por completo el robot Scorbot ER-VII. Es un robot que se encuentra en el laboratorio de Robótica de la UACM, del plantel San Lorenzo Tezonco. Se describen el tipo de encoders que utiliza, las relaciones de transiciones, el espacio de trabajo donde es capaz de moverse adecuadamente.

Se muestran las conexiones para cada una de las articulaciones. Se determinan las medidas reales de cada eslabón.

En el capítulo 6 se muestra el desarrollo para la obtención de la cinemática directa e inversa para un robot planar de 2 GDL y para el robot Scorbot ER-VII de 5 GDL, haciendo uso de la convención de Denavit-Hartenberg. Una vez obtenidas las ecuaciones se hace uso del software Matlab para validar que todas las ecuaciones calculadas y elegidas para que el robot tome una pose en particular sean correctas. Se da un ejemplo del uso de las matrices de rotación para orientar el efector final para cualquier robot.

En el capítulo 7 se muestran la características generales de la tarjeta controladora Kflop y SnapAmp las cuales se utilizaran para implementarlas conversiones de los robots a sistemas CNC. Se muestra el desarrollo para la conversión a CNC del robot planar de 2 GDL y del Scorbot ER-VII, por otro se muestran las pruebas y resultados obtenidos utilizando código G. También se muestra el desarrollo e implementación de las herramientas que se utilizaran como efector final para el robot Scorbot ER-VII, utilizando un láser y un dremel 3000 y finalmente se hace una comparación entre los diferentes tipos de maquinaria CNC.