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Desarrolla BUAP prototipo de brazo robot industrial


Por Dalia Patiño

Puebla, Puebla. 25 de septiembre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- El Laboratorio de Robótica de la Facultad de Ciencias de la Electrónica (FCE) de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) trabaja de manera constante en el desarrollo de prototipos tecnológicos, uno de ellos es el brazo robot de transmisión directa de tres grados de libertad con movimiento tridimensional.

800x300 brazo robot

Iniciado hace más de 10 años por los doctores Fernando Reyes Cortés y Jaime Cid Monjaraz, este proyecto recibe el nombre de ÉpsilonRobot, cuenta con cinco solicitudes de patente: tres a nivel nacional y dos a nivel internacional, tiene una imagen comercial, además de un paquete legal para su posible utilización a nivel industrial.

ÉpsilonRobot puede ser utilizado en una gran cantidad de aplicaciones como traslado, pintado de objetos, estibado de cajas, rehabilitación en rutinas de fisioterapia, teleoperación y asistencia robotizada a personas con discapacidad.

Sus múltiples aplicaciones se deben también a la gran cantidad de algoritmos de control con que opera bajo el entorno de programación en MATLAB y Arduino. Estos algoritmos han sido creados en el Laboratorio de Robótica, con una participación muy activa de los estudiantes de electrónica y representa una de las contribuciones más destacadas.

Robot de arquitectura abierta

En entrevista, el doctor Reyes Cortés, líder del proyecto, destaca la arquitectura abierta del ÉpsilonRobot como una de las ventajas frente a otros brazos robot, además de ser un modelo escalable que permite crearlo en dimensiones mayores con uso industrial.

brazo robot industrial“Los robots que tenemos tienen arquitectura abierta, lo que significa que puedo evaluar cualquier estrategia de control. Por ejemplo, un robot industrial tiene arquitectura cerrada y no se puede modificar nada. En cambio, con la arquitectura abierta puede ser programado de manera manual, o bien usando un mouse o una unidad háptica, también incorpora cámaras de video a través de teleoperación. Los robots de arquitectura cerrada no permiten esto, hay que abrirlo para hacer modificaciones y la calidad en sus componentes no llega a las características de esta tecnología”.

Respecto a su manufactura, el doctor Cid Monjaraz destacó que todo su diseño y construcción, incluyendo el software de operación, ha sido elaborado en el Laboratorio de Robótica, lo que permite que su costo sea tres veces más económico que los robots convencionales que hay en el mercado.

Añadió que el motor de transmisión directa es la única pieza importada, pero esta permite que el brazo robot no tenga desgastes ni fricción, pues va directo al eje de cada uno de los eslabones del robot.

“Los eslabones o barras metálicas se acoplan directamente al rotor del motor, por lo que el sistema de engranes tradicional se elimina por completo, desapareciendo el cascabeleo o falta de movimiento, así se reduce significativamente el fenómeno de fricción, comparado con los robots convencionales; además la construcción mecánica es más simple y la exactitud en el posicionamiento de robots manipuladores es mejorada”.

ÉpsilonRobot pesa 200 kilogramos (kg) ya montado, soporta un peso aproximado de cinco kg y su espacio de trabajo corresponde a una esfera de radio de un metro. Está diseñado para aplicaciones que impliquen movimientos rápidos y sus efectores finales pueden ser pinzas, garras o cualquier implemento que permitirá a la industria realizar procesos automatizados, sobre todo en ambientes que resulten rutinarios o corrosivos para el trabajador.

Retroalimentación visual

La retroalimentación visual usada en ÉpsilonRobot es una técnica de control con cámaras de video y procesamiento de imágenes, permite posicionar la herramienta del robot en cualquier punto de su espacio de trabajo, también graba información de sus movimientos; estos datos se regresan a la computadora, se procesan y de nuevo se envían para que lleguen a cada uno de los motores que tiene el robot.

Lo anterior permite un ambiente virtual para el operador, es decir controlar el brazo robot de forma remota, desde una computadora y con una palanca de juegos. No obstante, el ÉpsilonRobot también puede ser programado de forma automática, reproduciendo de manera exacta una secuencia de movimientos mediante la imitación, lo que permite ser programado por personal sin conocimiento de robótica.

Pruebas con bandas transportadoras

ÉpsilonRobot, financiado en conjunto con recursos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y de la BUAP, se probó con éxito en sistemas con bandas transportadoras automatizadas con diversos sensores ópticos y accesorios que le permiten atender líneas de producción a bajo costo.

“Es importante destacar que esta plataforma robótica se desarrolló con la finalidad de acercar las pymes a soluciones de automatización accesibles, resaltando que se trata de una plataforma libre de mantenimiento, silenciosa y de fácil programación”, concluyó el doctor Reyes Cortés.

Finalmente, la plataforma robótica ha fortalecido la infraestructura académica de la FCE sirviendo para acreditar evaluaciones ante el Consejo de Acreditación de la Enseñanza de la Ingeniería (Cacei) y acreditar posgrados en el Programa Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC) de Conacyt; además, con ÉpsilonRobot se han publicado más de 300 artículos científicos nacionales e internacionales, cuatro libros del área de automatización y robótica con impacto internacional y se han titulado más de 150 alumnos de ingeniería, maestría y doctorado.

Dr. Jaime Cid Monjaraz

Acumula una trayectoria de 34 años como docente en la BUAP, donde ha sido responsable del desarrollo de áreas estratégicas en la Facultad de Ciencias de la Electrónica, como el Laboratorio de Robótica y el de Mecatrónica del Centro Universitario de Vinculación y Transferencia de Tecnología.

A la fecha, cuenta con ocho solicitudes de registro de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI). Dos de esas, además, se han tramitado a nivel internacional: “Sistema para automatización de banda transportadora con retroalimentación visual” y “Sistema de control de movimiento para un robot de transmisión directa, mediante retroalimentación visual”.

Es licenciado en electrónica, cuenta con una maestría en control automático y un doctorado en ingeniería mecatrónica.

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Dr. José Fernando Reyes Cortés

Es profesor investigador titular C de la Facultad de Ciencias de la Electrónica de la BUAP. Tiene la licenciatura en ciencias de la electrónica; en 1990 obtuvo la maestría en ciencias con especialidad en electrónica en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), bajo la asesoría del doctor Rafael Kelly. En 1997 culminó el doctorado en ciencias con especialidad en electrónica y telecomunicaciones en el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE). Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) desde 1993 y es autor de más de 150 artículos nacionales e internacionales. Ha dirigido 30 proyectos científicos.

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