1. Tabla de contenidoContents1.Tabla de contenido12.Resumen Ejecutivo23.Objetivos3General3Especficos34.Planteamiento del Problema35.Motivacin del Proyecto.46.Justificacin del Proyecto47.Marco terico (Sntesis terica personal)58.Hiptesis59.Desarrollo6Diagrama de bloques6Descripcin de los bloques6Diagramas de Flujo7Clculos8Diagrama esquemtico9Lista de materiales1010.Presupuesto1111.Cronograma de ejecucin del Proyecto1212.Conclusiones (Personal)1313.Recomendaciones1314.Bibliografa1315.Anexos14Hojas tcnicas14

1.2 Tabla Figuras

Figure 1 Diagrama de Bloques6Figure 2 Diagrama de flujo8Figure 3 Ejemplo de calculos para brazo robtico9Figure 4 Diagrama Esquemtico de conexiones10Figure 5 Proforma de materiales utilizados en construccin del brazo robtico12

2. RESUMEN EJECUTIVO

Este trabajo detalla el diseo de una plataforma robtica mvil tele operada utilizando los conocimientos sobre mecnica, electricidad, electrnica y programacin. La construccin del robot se desarrolla en tres mdulos: el sistema mecnico, el sistema sensorial y el sistema de control. El sistema mecnico describe la implementacin de los mecanismos de traslacin y traccin. El sistema sensorial presenta argumentos sobre la implementacin de sensores que ayuden en navegacin reactiva y odometra. Por su parte el sistema de control describe los componentes y algoritmos usados para el control de la plataforma mvil. La simulacin en tiempo real permite que se exploren nuevas alternativas y campos en la industria, facilitando la implementacin de un proyecto a gran escala con un estudio muy basto en cada uno de las reas en las que puede operar, mientras que el mando a distancia se convierte en una nueva propuesta para el desarrollo de la industria con fines de tele operacin u operacin remota.

reas Temticas: Plataforma robtica mvil, Arduino, Kinect, ROS, teleoperacin3. OBJETIVOS a. GENERAL

Construccin de un brazo robtico a escala aplicable a la industria con ayuda de simuladores.b. ESPECFICOS

Usar software de simulacin para estudiar la factibilidad de la aplicacin de un brazo robtico en la industria verificando sus grados de libertad. Aplicar las normas y los estndares de calidad en un brazo robtico a escala para poder presentar un diseo implementarle en una fbrica con posibilidades econmicas. Implementacin de mandos a distancia por medio de HMI que permitan manipular a un brazo robtico de manera remota.4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La industria alrededor del mundo es un gran mundo de requerimientos y satisfaccin de dichos requerimientos. Las grandes industrias intentan cumplir en su gran mayora todas las normas y estndares que certifiquen su producto como uno de los mejores a nivel mundial. El gran desarrollo de la robtica y la apertura de esta hacia las maquinas principalmente de la industria ha permitido que se innove de manera perpetua con la inclusin de robots en procesos industriales por su gran flexibilidad al momento de realizar un proceso por su precisin y ahorro. Sin embargo la implementacin de estos robots no ha sido fcil y su inclusin en un proceso de produccin a veces ha significado perdidas numerosas para empresas que han paralizado su produccin. El costo de fabricacin de una mquina herramienta solo se justifica cuando se ha sobrepasado en ganancias el costo de fabricacin de esta. Y esto en la mayora de los casos se produce despus de varios aos. Significando un riesgo grande para la industria como tal. Los avances en la informtica y softwares amigables con los ingenieros permiten realizar cuantiosas pruebas antes de construir un robot y son hoy por hoy estas tcnicas las que atraen mucho ms a un inversionista que casi dan cierto grado de garanta al momento de apostar por una nueva mquina dentro de su empresa.5. MOTIVACIN DEL PROYECTO.

Como estudiantes de la carrera de Ingeniera Mecatrnica, nuestra visin para aporte en la industria ecuatoriana radica en el evitar costos en el proceso de fabricacin de mquinas y herramientas. Reducir el riesgo de inversin de un empresario al mnimo mediante el uso de softwares y simuladores capaces de analizar y predecir el comportamiento de una maquina en un proceso de produccin especfico. A su vez con la implementacin de controladores y actuadores realizar un rango de operacin que aleje a cualquier persona de un potencial riesgo de dao fsico en las etapas de operacin entre el producto y su operario. 6. JUSTIFICACIN DEL PROYECTO

A pesar de no contar con una cifra exacta ya que es derecho de cada industria publicar o no sus prdidas dentro de un ao fiscal, se estima que las prdidas dependiendo de la empresa por un da de paralizacin podran llegar a miles de dlares. Esto obviamente perjudica a la industria de sobremanera, el riesgo principal de tota implementacin de nueva maquinaria dentro de la industria es saber su funcionamiento dentro de condiciones especficas de trabajo. Por tal razn se ve necesario la existencia de simuladores que permitan analizar el comportamiento y detectar prematuramente cualquier desperfecto que pueda sufrir una maquina por un uso no muy adecuado de sus componentes. Adicionalmente a esto muchas de las empresas poseen condiciones no muy favorables para el trabajador y para la familia. Como en la industria petrolera que el operario tiene la necesidad de alejarse de su familia por algunos meses. Aprovechando el desarrollo tecnolgico se intenta conseguir la tele operacin para que las empresas y sus trabajadores puedan manejar sus puestos sin la necesidad de estar del todo presentes si no mediante el uso de la computacin y de diferentes redes de comunicacin conseguir la operacin en tiempo real de diferentes maquinas herramientas fundamentales en la industria.

7. MARCO TERICO (SNTESIS TERICA PERSONAL)

Un brazo manipulador o brazo robtico se puede definir como el conjunto de elementos electromecnicos que propician el movimiento de un elemento terminal (gripper o herramienta), sea para cumplir una funcin o solo para manipular un objeto (Mendoza, 2004). Una especificacin general de un brazo robtico comprende: sus grados de libertad, su configuracin y su cinemtica directa e inversa (Sandoval, 2007). Marcela Aparicio (2004) indica que la estructura mecnica bsica de un brazo robot est compuesta por eslabones, que cumplen una funcin similar a la de un hueso. Tambin por actuadores, de funcionalidad parecida a la de un msculo. Adems poseen sistemas de transmisin, con cierto parecido a los tendones. Y finalmente los cables para envo de la seal, que en cierto modo se los considera los nervios del robot. Los puntos de unin entre eslabones reciben el nombre de nodos y el elemento que permite dicha unin y un movimiento relativo entre ellos, al igual que en el caso de un brazo humano, es la articulacin.Tomando en cuenta que la mayora del equipo robtico dentro de un rea acadmica y de investigacin son de tipo industrial o comercial, como afirman Tzvi (1989) y Schilling (1990), los cuales ya estn especificados y caracterizados, y que adems en la literatura revisada son pocos los modelos de robots de diseo propio, como el de Pernia (2002), en los cuales se basa ms en su control que en su modelado, este trabajo presenta una metodologa de diseo, construccin y control de un brazo robtico propio. En el diseo de Sistemas Empotrados (sistema computacional diseado para realizar funciones dedicadas), Laplante (1992) divide el proceso en dos elementos conceptuales. Por una parte, se tiene a la arquitectura o el hardware de control diseado y construido en torno a un sistema basado en microprocesadores. Mientras que por otra parte se tiene a la programacin o software que involucra los sistemas operativos, los lenguajes de programacin, compiladores, herramientas de modelado, simulacin y evaluacin (Laplante, 1992; Halang & Sacha, 1992). La integracin de la arquitectura hardware y software proporciona la arquitectura global del sistema empotrado (Halang & Sacha, 1992)8. HIPTESIS

La simulacin de mquinas y herramientas industriales puede ayudar a prevenir gastos innecesarios a una empresa cuando se implementen diseos nuevos. 9. DESARROLLOa. DIAGRAMA DE BLOQUES

Figure 1 Diagrama de Bloques

b. DESCRIPCIN DE LOS BLOQUES

Requisitos: Este bloque describe la obtencin de todas las herramientas que se ocupara en el desarrollo del proyecto, incluso todo el estudio previo que se debe realizar para la formulacin del caso.Diseo: Este bloque contempla los diseos tanto elctricos como mecnicos del dispositivo tomando en cuenta todo lo que se desea desarrollar y los requerimientos del cliente.Implementacin: Esta etapa corresponde con la el ensamblado del brazo junto a todas sus caractersticas incluidas las que entran como requerimientos adicionales dependiendo del modelo solicitado.Verificacin: La etapa de pruebas se las realizara en simulacin con la ayuda de software computacional Matlab y Labview que permitirn manipular al robot en tiempo real y su estudio en diferentes situaciones que pueden suceder en la industria.Mantenimiento: El mantenimiento preventivo es necesario para cualquier maquina ya que al trabajar en la industria sabemos que cualquier error significa perdidas en la empresac. DIAGRAMAS DE FLUJO

Figure 2 Diagrama de flujo

d. CLCULOS

Figure 3 Ejemplo de calculos para brazo robtico

e. DIAGRAMA ESQUEMTICO

Figure 4 Diagrama Esquemtico de conexiones

f. LISTA DE MATERIALES

Plancha de Acrlico Fuente de computadora. Cables un pin 24 cm FM Arduino Uno Servo Hs-311 3.7kg Servo Hs-645MG Servo Hs-755HB 13.2 Kg Shield Arduinomotor Pinza Servo Pasadores y Tornillos diferentes diametros

10. PRESUPUESTO

Ya que el robot ha sido construido en su totalidad se ha considerado pertinente poner la lista de lo que costo el ensamble completo del mismo para decir que se cumpli con el objetivo presupuesto.

Figure 5 Proforma de materiales utilizados en construccin del brazo robtico11. CRONOGRAMA DE EJECUCIN DEL PROYECTO

12. Conclusiones (Personal)

Se logr el diseo y construccin del brazo robtico de tal manera que sea aplicable a la industria. Se realiz una HMI que permite la tele operacin del brazo robtico a escala y adems la misma muestra el funcionamiento del robot en tiempo real de tal manera que sea fcil su aplicacin en la industria. La HMI adems permite un control preciso del brazo logrando as que el movimiento del brazo robtico sea el requerido por el usuario. La simulacin en tiempo real permiti verificar el correcto funcionamiento del brazo robtico a su vez permiti realizar anlisis en cuanto a su estructura se refiere con pruebas considerando el material del cual se fabricara el robot. Un anlisis de simulacin tipo CAD permiti a su vez comprobar los ngulos bajo los cuales trabajara de manera ptima el brazo robtico en cada uno de sus grados de libertad.

13. Recomendaciones

Revisar los datasheet de los elementos para realizar la correcta conexin de los mismos y obtener los resultados deseados. Verificar las conexiones de tierra y alimentacin antes de prender el equipo. Para mejorar la comunicacin entre el Labview, Soliworks y el brazo robtico real se debe dimensionar bien los elementos identificando que el reloj del Arduino tenga la suficiente capacidad para cumplir con los requerimientos y a su vez se debe realizar un clculo del costo computacional para que el algoritmo de control de los servos sea robusto y evite retardos bajo cualquier sistema operativo.

14. Bibliografa

D. A. Bowman and L. F. Hodges, An evaluation of techniques for grabbing and manipulating remote objects in immersive virtual environments, in Proceedings of the 1997 symposium on Interactive 3D graphics. ACM,1997, pp. 35ff. P. Kurowski, Engineering Analysis with SolidWorks Simulation 2013. SDC publications, 2013. A. Rodriguez, R. P. Metzger Jr, O. Cifdaloz, and T. Dhirasakdanon, Description of a modeling, simulation, animation, and real-time control (mosart) environment for a class of electromechanical systems, Education,IEEE Transactions on, vol. 48, no. 3, pp. 359374, 2005. DAusilio, Arduino: A low-cost multipurpose lab equipment, Behavior research methods, vol. 44, no. 2, pp. 305313, 2012. F. Javier Jimenez, F. Ramon Lara, and M. Dolores Redel, Api for communication between labview and arduino uno, Latin America Transactions, IEEE (Revista IEEE America Latina), vol. 12, no. 6, pp. 971976, 2014. J. F. A. Diaz and M. S. Dutra, Estudio y modelamiento del robot kukakr 6, Revista Facultad de Ingeniera, no. 46, pp. 132144, 2013. Aparicio, M. (2004). Control para un brazo robot colocado sobre plataforma mvil "rsula". Colombia. Obtenido de http://www.javeriana.edu.co/biblos/tesis/ingenieria/tesis93.pdf Martinez, G. (Junio de 2008). Diseo propio y construccin de un brazo robtico con 5 GDL. Obtenido de http://antiguo.itson.mx/rieeandc/vol4p1_archivos/Art2Junio08.pdf Laplante, P. A. (1992). Real-time systems design and analysis. An engineer's handbook. IEEE Press. Sandoval, R. (2007). Apuntes de Fundamentos de Robtica. Schilling, R. (1990). Fundamentals of Robotics: Analysis and Control. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall.15. Anexosa. Hojas tcnicas

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