Brazo Robotico

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS

“ESTANISLAO RAMÍREZ RUÍZ”

TESINA

“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN BRAZO ROBÓTICO COMANDADO MEDIANTE UN SISTEMA DE CONTROL”

QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

TÉCNICO EN SISTEMAS DIGITALES

PRESENTA:

ARAUJO GARCÍA JEFTE ABRAHAM

SOLÍS ALONSO JUAN MANUEL

TORRES SÁNCHEZ CARLA ALEJANDRA

VILLEGAS SÁNCHEZ EFRAÍN

ASESOR:

ING. ARMANDO HERRERA MARTINEZ

México, D. F. Junio del 2014.

RESUMEN

El proyecto a realizar es el sistema de control para un brazo robótico de 5 grados de libertad, el brazo robótico implementado permite que sus movimientos realizados sean a par del usuario que utilizará un control que manipule al robot, dando como resultado una mayor flexibilidad en el momento de su manipulación, logrando que el operario maniobre sus movimientos sin necesidad de una completa cercanía al robot.

La elaboración del sistema de control es realizada programando el PIC16F886; para ello se recurrió al Software MPLAB, que es un programa compilador que permite seleccionar los distintos microcontroladores soportados, además de permitir la grabación de estos circuitos integrados directamente al programador, con el cual se programa el brazo robótico, cada línea de código programada permite mover el brazo a una posición determinada.

La estructura mecánica del brazo robótico consta de una serie de piezas que simulan ser las partes de un brazo real unidas entre sí por medio de articulaciones que permiten el movimiento entre ellos. En cuanto a los motores que son implementados en el robot para generar el movimiento de la muñeca y apertura y cierre de la pinza son servomotores, además para el movimiento del hombro, codo, brazo y antebrazo se utilizaron motores de corriente continua a 24 V de un alto torque.

Se pretende, también, que el tiempo de respuesta a cada movimiento se reduzca, debido a que la señal enviada a través del dispositivo colocado en las articulaciones del brazo y del control (potenciómetros), que fue transmitida a través de ellos, fueron variando la resistencia en cada una de las articulaciones, un receptor que es el encargado de recibir la señal y enviarla al PIC, elmismo que se encarga de controlar la maniobrabilidad del robot, para así el robot ejecutar el movimiento del usuario.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad el brazo robótico, es una más de las máquinas irremplazables dentro del sector industrial, los mismos que basadas en el manejo de microcontroladores llegan a responder correctamente a su entorno, por esta razón, surge la necesidad de construir un brazo robótico que permita procesar datos con un lenguaje propio para tomar decisiones y actuar de manera autómata cumpliendo con las necesidades de quienes requieren su utilización.

En la biblioteca de la Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial del Ecuador, existe una investigación similar a la que se desarrolla con el tema: “DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN MINI ROBOT CONTROLADO DE FORMA INALÁMBRICA DESDE UNA COMPUTADORA PERSONAL” cuyo autor es el SR. FERNANDO CAJAS, la misma se convirtió en una guía de investigación para la elaboración del proyecto, tomando como guía las conclusiones obtenidas en su desarrollo como:

• “Es factible realizar el control inalámbrico de un mini robot de forma inalámbrica desde una computadora personal”.

• “Se impulsó a la juventud estudiosa a la realización de proyectos investigativos mediante la utilización de varias ramas científicas que permiten que su funcionamiento sea posible en la vida real”.

• “La dedicación al desarrollar el proyecto para construirlo, el mismo que se podrá presentarlo a aquellas entidades que deseen darle un uso práctico dentro de sus instalaciones”.

Fuente:Tesis del Sr: Fernando caja titulada Diseño y construcción de un mini robot controlado de forma inalámbrica desde una computadora personal.

Tomando como base los tres puntos anteriores, es como se decide elaborar el sistema de control para el brazo robótico, el brazo se realizó a par del sistema de control, lo que se busca en este trabajo es realizar el sistema de control para ejecutar los movimientos del usuario en el robot.

Para lo anterior mencionado se buscaron prototipos, teorías e hipótesis acerca de la idea de un control a distancia; en base a ellos surge la idea de desarrollar un control para el brazo, pero el control no sería a distancia, sino, se ideo que el control sea usado por el usuario.

Los resultados obtenidos por la Srta. Verónica Guilcaso dentro de su tesina denominada: “Diseño y construcción de un brazo robótico industrial comandado mediante un sistema de control inalámbrico”, fueron las bases del proyecto a realizar; a continuación se muestra uno de sus resultados obtenidos y relatado dentro de su tesina:

“Se realizó la comunicación inalámbrica mediante la utilización de infrarrojo, el mismo que permitió manipular a cada servomotor o a cada motor de corriente continua, de tal manera que realice el movimiento ordenado por la persona que controla su operación, sin que la señal sea interrumpida por el ruido existente en el ambiente”.

Además de ello, ella logró comprobar su hipótesis; así que es tomada coma una base para la realización del proyecto; he aquí los resultados de su hipótesis:

“Por lo tanto se comprueba la hipótesis planteada alinicio del proyecto dando a los estudiantes una guía de inicio para las posteriores investigaciones de este tipo y proveyéndoles este material como base para el incremento de sus conocimientos en el área de la robótica”.

Fuente: “Diseño y construcción de un brazo robótico industrial comandado mediante un sistema de control inalámbrico” de la Srta. Verónica Guilcaso

Razones por las cuales el tema propuesto ha partidode la existencia de un brazo robótico en el CECyT N° 3 creado y diseñado por el equipo, convirtiéndose en el inspiración principal para la implementación de un sistema de control y que este sea logre colocar el usuario para así manipular al robot convirtiéndolo en un tema de gran interés, puesto que, el proyecto no se ha desarrollado dentro de la institución como tal y ello le otorga un mayor grado de dificultad.

PREGUNTAS DIRECTRICES

• ¿Qué es la Robótica, características y tipos de Brazos Robóticos?

• ¿Qué tecnología permitirá

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