Brazo robótico automatizado para la selección y separación de dos materiales: aluminio y PET.

Brazo  robótico automatizado para la selección y separación de dos materiales: aluminio y PET

ABSTRACT

 This article talks about how to adapt a robotic arm, for the separation of two materials through their conductivity. This property is used to send a signal to the microcontroller, which will identify if the material of the bottle is aluminum or PET then will collocate in a specific container. This prototype could be applied in landfills automating waste separation.  

RESUMEN

Los brazos robóticos presentan una amplia variedad de aplicaciones a nivel industrial, en este trabajo se presenta su uso para la correcta selección de envases manufacturados de dos distintos materiales: aluminio y tereftalato de polietileno (PET), ambos materiales presentan distintos valores de su constante dieléctrica: 2.2 y 3.2 respectivamente, permitiendo una correcta selección de ambos, y de esta manera poderlos separar en  distintos contenedores para un eficiente manejo.

Palabras   clave: Manipulador, microcontrolador, puente H, motor a pasos, PET, aluminio.

I.Introducción

Los avances tecnológicos han ayudado de manera muy significativa en diversos campos de la vida del ser humano, permitiendo la realización de arduas tareas laborales que traían consigo diferentes inconvenientes, entre los cuales se pueden destacar riesgos para la integridad física, jornadas laborales extensas, oficios repetitivos, exposición a sustancias peligrosas, etc. Mediante dichos avances y con el uso de la robótica se han disminuido, logrando como consecuencia una mejora en la calidad de          vida de los trabajadores y a nivel industrial una    

mayor calidad, rapidez, efectividad, productividad y economía en la realización de procesos.

Aunque los desperdicios domésticos y municipales se han reducido en los últimos años en el mundo desarrollado, Waste Watch —una organización no lucrativa de Gran Bretaña— indica que más del 80% de los desechos humanos que podrían reciclarse acaban en un relleno sanitario. [1]

Las aplicaciones de  los manipuladores o brazos mecánicos  son muy diversas; desde la manipulación de sustancias peligrosas, materiales explosivos o como parte de una línea de ensamblaje, hasta fines académicos y de investigación, entre otros. [2]

La importancia de este brazo separador de aluminio y PET radica en que se podrá evitar la exposición de personas a los materiales tóxicos que pueden contener estos recipientes. Una vez separados estos materiales, pueden ser reciclados o vendidos. El sistema puede revolucionar el sector del reciclaje y la separación, uno de los mayores problemas a los que se enfrentará la humanidad en los próximos años.

II.Metodología

Se realizó la implementación del control de un manipulador arquitectura PUMA (Figura 1) a través de una tarjeta de programación Arduino uno mostrada en la Figura 2, se utilizó como señal analógica de entrada el valor de la conductividad eléctrica de los materiales a escoger (Al y PET), la etapa de potencia fue desarrollada teniendo como elemento base el circuito integrado L293D (puente H) y como elementos actuadores eléctricos fueron usados 4 motores de pasos bipolares, que manejan una corriente máxima de 800 mA y un voltaje de polarización de 24 Vcc. Como elementos de carga y selección fueron usados dos tipos de envases comerciales contenedores de líquidos manufacturados en aluminio y en PET que contienen un volumen de 355 ml, y su geometría es cilíndrica con un radio de 3.25 cm y una altura promedio de 12.2 cm, ambos tipos de envases fueron probados sin líquido.

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Figura 1. Manipulador utilizado para el transporte y selección de envases.

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               Figura 2. Tarjeta Arduino uno

III. Resultados

El diseño del manipulador se hizo con la finalidad de conocer su cinemática, tal y como se ve en la Figura 3.

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Figura 3. Diseño en tres dimensiones del manipulador utilizado para la selección de materiales.

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En la Figura 4a y en la Figura 4b se muestran la vista frontal y superior del manipulador respectivamente utilizado para la clasificación de los envases.

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