UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA

CARRERA DE INGENIERIA ELECTROMECANICA

“ROBOT PALETIZADOR DE CUATRO

GRADOS DE LIBERTAD”

“PROYECTO DE ROBOTICA INDUSTRIAL”

ESTUDIANTE: Delgadillo Abasto Favio Luis

Denis Hinojosa Zeballos

Guamán Rivera Roger

Cartagena Jaldin Karol

Ballesteros Apaza Marcelo

DOCENTE: Ing. Marco Arancibia Miranda

Cochabamba, diciembre, 2011

1.1.- INTRODUCCIÓN

El paletizado es la acción y efecto de disponer mercancía sobre un palé para su almacenaje

y transporte.

A inicios de los 60’s, Columbia Machine recibió en sus instalaciones a funcionarios locales

y hombres de negocios; durante el recorrido en la planta, el dueño de la cervecería Lucky

Brewery en Vancouver observó una máquina apilando bloques de concreto sobre un pallet.

Intrigado, nos preguntó si podíamos usar el mismo principio para el paletizado de cajas de

cervezas sobre un pallet. Aceptamos el reto, diseñando y construyendo la primera

paletizadora de nivel de piso en la industria. Esta innovadora máquina fue el comienzo de

una nueva división en Columbia, la División de Paletizado.

Por más de 45 años, Columbia se ha concentrado en ofrecer soluciones de paletizado a

diversas industrias como la de: alimentos, bebidas, lácteos, farmacéutica, cuidado personal,

productos para la construcción, papel y química. Hoy en día, nuestra lista de clientes

incluye muchas de las 200 compañías seleccionadas por la revista Fortune, las cuales

paletizan desde toallas de papel y detergentes hasta jugos de frutas, alimento para mascota.

1.2.- Clasificación de paletizadores robóticos

Nuestras Paletizadoras Robóticas estiban todo tipo de productos:

Paletizadora Robótica para Cajas -

Los sistemas de paletizado robótico para

cajas Columbia/Okura estiban un amplio

rango de tipos y tamaños de cajas

incluyendo RSC, telescópica, regular

ranurada, con tapa abierta y Kraft.

También paletizamos charolas, totes,

plastificados, cubetas, pallets y hojas;

desde 1 hasta 4 líneas de producción

simultáneamente.

Paletizadora Robótica para Cajas

Paletizadora Robótica para Bolsas -

Los sistemas de paletizado robótico para

bolsas Columbia/Okura estiban todo tipo

de bolsas incluyendo: bolsas de papel

Kraft, policarbonato, con cubierta PVC,

tejidos, rafia, sacos de algodón y “strata-

pack”. Los sistemas de paletizado

robótico para bolsas son capaces de

manejar diferentes tamaños de bolsas

simultáneamente desde 1 hasta 4 líneas

de producción.Paletizadora Robótica para Bolsas

Depaletizado Robótico - Los sistemas

depaletizadores robóticos

Columbia/Okura son capaces de

depaletizar cajas, bolsas, plastificados,

charolas, totes, cubetas, pallets y hojas.

Depaletizado Robótico

1.3.- ANTECEDENTES Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Considerando que en nuestro medio existen pocas industrias dedicadas a la producción en

grandes cantidades, para ello se requiere de equipos sofisticados, tomando en cuenta que las

industrias que se consideran competitivas cuentan con diferentes procesos de producción

los cuales son mejorados con el paso del tiempo y que de cierta forma pueden acomodarse

al actual avance tecnológico, considerando que parte de estos diferentes procesos que se

garantice la producción y haya un buen manejo de materiales por el cual deben pasar todos

los productos después de todo el proceso realizado, es por eso que este será el punto en el

que se tomara el análisis y desarrollo de este equipamiento y es así que se vio por

conveniente desarrollar la programación y no así el diseño debido a que la programación

puede ser adecuado a una limitación de movimientos lo cual se considera para el diseño de

la parte mecánica.

1.4.- OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN

1.4.1.- Objetivo General

“Programación de una paletizadora”

1.4.2.- Objetivos Específicos

Reforzar todos los conocimientos adquiridos en la materia.

Con la utilización del programa de MatLab se puede obtener la posición y

orientación del robot a partir de ángulos y viceversa.

Poder observar los movimientos del robot mediante una simulación (simulink) ya

sea en 2D o 3D.

1.5.- CINEMATICA DEL ROBOT

Cinemática directa

Parámetros DH (Denavit Hartenberg)

DH θ d a 𝛂1 θ1 l1 0 90

2 θ2 0 l2 0

3 θ3 0 l3 0

4 θ4 0 l4 0

Matriz de Transformación del sistema:

T=Rotz (θ )∗Traslz (d )∗Trasl (a )∗Rotx (α)

T= T40

Cinemática inversa

Datos de partida:[Px , Py ,P z ]

Calculo de q1

q1=arctg (PyPx )Teorema de cosenos

r2=Px2+P y

2

r2+P z2=l2

2+ l32+2∗l2∗l3∗cos (q3 )

cos (q3 )=Px

2+P y2+P z

2−l22−l3

2

2∗l2∗l3

Calculo de q3

Con arcsen:

sen2q3+cos2q3=1

sen q3 =± √1−cos2q3

tan q3=sinq3

cos q3

q3=arctan [±√1−cos2q3

cosq3]

Reemplazando:

Cos q3 ¿Px

2+PY2+PZ

2−l22−l3

2

2 l2l3

Dependiendo (+o−¿) Codo arriba (+), codo abajo (-)

Calculo de q2

q2=β−α

tan β=( Pzr )β=arctan ( Pzr )tanα=

l3 senq3

l2+l3 cos q3

α=arctan [ l3 senq3

l2+l3 cosq3]

q2=arctan ( P z

±√P x2+Py2 )−arctan [ l3 sen q3

l2+ l3cos q3]

Codo arriba, codo abajo (+o−¿)

Calculo de q4

q4=arctan [ T (2,1)43

T (1,1)43 ]

IDENTIFICACION DE LOS PARAMETROS DE DENAVIT HARTENBERG

1.6.- PROGRMACION EN MATLAB

Parámetros para la programación en (MATLAB)

𝛂 A θ d

π2

0 0 l1

0 l2 0 0

0 l3 0 0

0 l4 0 0

Dimensiones del robot paletizador

l1=30

l2=50

l3=60

l4=10

1.7.- CONCLUSIONES

Con el programa se pudo verificar la cinemática directa, inversa, es decir; colocando datos

de ángulos obteníamos datos de posición y orientación confirmando así la cinemática

directa y de la misma forma colocando datos de posición y orientación obteníamos datos de

ángulos del robot. Además se pudo corroborar los movimientos de dicho robot por medio

de un simulador (simulink) con lo cual se pudo concluir que los movimientos de un robot

resulta mucho más fácil realizarlos con respecto a un plano de referencia para verificar la

posición y orientación del mismo como para los ángulos de sus articulaciones.