PROYECTO SCARA: Diseño e Implementación de un brazo robot de TESINA FINAL DE MASTER PROYECTO SCARA: Diseño e Implementación de un brazo robot de tres grados de libertad Presentación personal Título Duración y directores Objetivo. Valor añadido Autor: F. L. Bordallo Vázquez Directores: Santiago Gutiérrez Ranko Zotovic Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Objetivo Brazo robot SCARA R R P · 3 ARTICULACIONES (RRP) · USOS FRECUENTES: Pick&Place, soldado de placas electrónicas, paletizado … R · TAREA A REALIZAR: material docente y de investigación en el DISA P Objetivo Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

LONGITÚD MEDIA DE BRAZO DE ADULTO: Reciclado de componentes y límite económico Geométricas Mecánicas Mecánicas Geométricas Ángulos de trabajo Económicas ¿Punto de arranque? LONGITÚD MEDIA DE BRAZO DE ADULTO: 500 – 700 mm a >= 0,5 g PRESUPUESTO APROXIMADO DE 600 € Limitaciones Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Antecedentes Diseños previos de brazos SCARA (Andreas Strobl y Santiago Gutiérrez) CONEXIÓN DIRECT-DRIVE ENSAMBLADO ARTICULACIÓN ARTICULACIÓN COMPACTA ELEMENTOS DE UNIÓN SENCILLOS ELEMENTO DE UNIÓN MISMO CUERPO A NUESTRA DISPOSICIÓN BASE Antecedentes Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Metodología BOCETOS MODELADO ANÁLISIS DETALLADO PLANIFICACIÓN DE LA FABRICACIÓN PRESUPUESTO LANZAMIENTO Planteamos requisitos futuros, zonas críticas de diseño, errores comunes en proyectos del mismo tipo, … Bocetamos soluciones aproximadas a nuestro problema, entrando en contacto con los primeros componentes fundamentales a incluir en el diseño Desarrollamos el modelado del diseño. Restricciones impuestas: Dimensionales Fabricabilidad Fácil ensamblado Comprobación de la integridad de nuestro diseño. Cálculo estático estructural Análisis modal Listado final de componentes. Planos de piezas no estándar Sistema de ensamblado. Obtención de planos de fabricación Herramientas y maquinaria a nuestra disposición Hojas de ruta y programación G Evaluación final de costes Metodología Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Bocetado Tercera articulación. Prismática. Segunda articulación. Revolución. ELEMENTOS: Planchas macizas Motor BMS-100 Motor BTK-1605 Reducción Plataforma Plataforma Unión flexible MOTORES: Direct-drive Porta herramientas Unión flexible CUERPO: Cilindro de acero Alzas de la plataforma Tornillo y nuez EC-90 FLAT BMS + REDUCCIÓN Rodamiento único Guía y patín Acoplamiento Bocetado Elementos de unión macizos Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Diseño Básico I Cálculos iniciales Momento necesario Reducción necesaria: i=1:10 Reacciones en rodamiento 2 Reacciones en rodamiento 1 Diseño Básico I Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Diseño Básico II Modelado y análisis Tercera articulación Primera articulación Segunda articulación Piezas No Estándar Mallado MALLADO Mallado Deformaciones en elemento Deformaciones en elemento MODELO ENSAMBLADO SISTEMA DE UNIÓN CONJUNTO ENSAMBLADO CONDICIONES DE CONTORNO Condiciones de contorno Condiciones de contorno Piezas No Estándar Deformación máxima: 0,329 mm Deformación máxima: 0,175 mm Deformación máxima: 0,022 mm Campo de tensiones en acoplamiento Campo de tensiones en acoplamiento Tensión máxima: 22,44 MPa Tensión máxima: 16,024 MPa Diseño Básico II Tensión máxima: 39,705 MPa ENSAMBLE COMPLETO Piezas Estándar Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Diseño Básico III Análisis Estructura Completa Resultados del análisis modal: - 20,692 Hz - 45,533 Hz - 51,678 Hz - 58,608 Hz - 99,756 Hz - 104,9 Hz - 116,4 Hz - 132,9 Hz Mallado Deformación Total Diseño Básico III Deformación máxima: 1,19 mm Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Ensamblado de subconjuntos Ensamblaje de subconjuntos y conjunto Listado de piezas Planos de piezas no Estándar Ensamblado de subconjuntos 3ª 2ª 1ª Detallado Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Plan Fabricación Programación CNC Piezas, materiales y herramientas WinUnisoft: Programado y depurado de código. Simulación off-line previa. Ejemplo de código en G’s Ejemplo de hoja de ruta: Plan Fabricación Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

MOTORES Y PAR PRISMÁTICO Presupuesto General COSTE TOTAL: 5979,95 € MOTORES Y PAR PRISMÁTICO MAQUINARIA MANO DE OBRA COSTE TOTAL: 5979,95 € COSTE FINAL: 759,75 € Presupuestado Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Fabricación Taller Materia prima REDUCCIÓN CUERPO UNIÓN AMARRE MODULAR Motor paso a paso UNIÓN Unión flexible Escuadras de unión COMPONENTES DEL CONJUNTO PLATAFORMA 1 Casquillo Tornillo y nuez Aluminio ACOPLAMIENTO Centro de mecanizado KONDIA Guía y patín AMARRE CON MORDAZA Fabricación Taladro de columna en taller convencional PLANCHAS ALUMINIO Perfilería PATAS ELEMENTOS BRAZO Y ANTEBRAZO TALLER PERFIL. CUÑAS Plataforma 2 Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

DOS PRIMERAS ARTICULACIONES Resultado DOS PRIMERAS ARTICULACIONES TERCERA ARTICULACIÓN Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Trabajos Futuros Ajustado de segunda articulación Añadir unos nervios de las patas al cuerpo Cambio rodamiento primera por contacto angular fijo Diseño sistema de transporte de cables Embellecido del brazo robot Cambiar material de las escuadras Diseñar un portaherramientas adaptado a la nuez Trabajos Futuros Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

Gracias por su atención Diseño e Implementación de un brazo robot SCARA de tres grados de libertad

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