UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA AZCAPOTZALCO
ARTURO RODRIGUEZ MARTINEZ
CARLOS CERECEDO RIGOBERTO
INGENIERIA ELECTRONICA
PROYECTO PARA Difusión de la
ciencia
Prototipo de un robot XY que sirva para perforar tarjetas de circuitos impresos.
¿Que es un ROBOT?
Un robot es un dispositivo electrónico y generalmente mecánico, que desempeña tareas automáticamente, ya sea de acuerdo a supervisión humana directa, o a través de un programa predefinido o siguiendo un conjunto de reglas generales.
Un robot también se puede definir como una entidad hecha por el hombre con un cuerpo (anatomía) y una conexión de retroalimentación inteligente entre el sentido y la acción no bajo la acción directa del control humano. Sin embargo, se ha avanzado mucho en el campo de los robots con inteligencia alámbrica. Las acciones de este tipo de robots son generalmente llevadas a cabo por motores o actuadores que mueven extremidades o impulsan al robot. Asimismo, el término robot ha sido utilizado como un término general que define a una máquina mecánica o autómata, que imita a un animal, ya sea real o imaginario, pero se ha venido aplicado a muchas máquinas que reemplazan directamente a un humano o animal en el trabajo o el juego. Esta definición podría implicar que un robot es una forma de biomimetismo.
Propuesta:
El proyecto consiste en la creación de una maquina de posicionamiento y seguimiento de trayectorias en un plano X-Y.
A primera vista el proyecto suena simple. Pero es de gran trascendencia. Es un proyecto que utiliza varias disciplinas y el enfoque es totalmente práctico.
El proyecto promete ser muy interesante, de alto contenido fundamental, lo que equivale a que toda su investigación servirá para otro tipo de maquinas relacionadas, como por ejemplo cuando veamos la guía lineal, servirá para proyectos de 1 o muchos mas ejes.
La aplicación inmediata de este robot, será el permitir que pueda ayudar a la elaboración de la tablilla de circuito impreso. En específico empezaremos en la automatización de la perforación de los barrenos donde se insertaran los componentes, en la tarjeta.
A partir de esta idea genérica, nos aventuraremos a describir el pre proyecto en sus partes principales.
Detalles:
El pre proyecto nos indica que puede dividirse en por lo menos las siguientes:
Una, parte de la mecánica, que consiste en diseñar guías lineales.
Dos, parte de la electrónica, que consiste en el control de motores de paso y servos.
Tres, parte de control por computadora, que consiste en el software.
Cuatro, parte de algoritmos, que consiste en la matemática del proceso.
Cinco, seguimiento del proceso, que consiste en la elaboración táctica del pre proyecto.
Como se ve, necesitamos a mecánicos, electrónicos, expertos en computadoras, matemáticos, y directores, por lo menos.
Esto indica que estamos en el área de la mecatrónica, en que disciplinas e interdiciplinas se reúnen para la terminación en buen término del proyecto.
Ahora hablaremos de cada una de las partes que constituyen este proyecto
Sobre la mecánica:
Por lo regular por lo menos en México tenemos que ha existido una oferta básicamente industrial, debido a posiblemente a la historia de maquinaria industrial en que podemos mencionar las guías lineales, los PLC, el control numérico, etc. Pero a sorpresa del desarrollo industrial, todos sabemos que el desarrollo de la computadora personal PC, efectuó un gran salto dando como resultado que tuviéramos tecnología de alto nivel a nuestro alcance, aunque solo en cómputo, olvidándose la revolución de la mecánica.
Por lo que la filosofía que proponemos es la de usar partes genéricas que puedan obtenerse en la mayoría de los sitios relacionados. Esto lo reforzamos también a que lo industrial se ha quedado en ofertas demasiado costosas para una persona común.
Por lo tanto la propuesta es que se diseñen guías lineales genéricas de gran sencillez y de diseño atractivo que incluya la mayoría de los beneficios de otras guías, y sobre todo genéricas para aplicarse a innumerables aplicaciones resultando a la vez muy económicas.
La estrategia a utilizar es, clasificar la oferta de partes mecánicas en todo el mundo para seleccionar las partes más adecuadas y que sobre todo, como lo hemos mencionado antes, que existan ya. (Para que en un futuro, incitar a los fabricantes a elaborar partes más pequeñas, para mecanismos más pequeños, para aplicaciones más pequeñas y así fomentar lo que llamamos una mecánica ligera lo cual propondremos en otra ocasión.)
Lo que implica que trataremos dentro de lo posible en no hacer, lo que existe ya, pero, con la característica de que sea genérico. Porque lo hecho a medida no nos serviría… de acuerdo a nuestros lineamientos.
El producto:
Guías lineales genéricas, económicas, con buen diseño, con la teoría de funcionamiento, con precisión de decimas de milímetro, con acoplamientos a motores, y versiones varias.
Es, a saber, el diseño electrónico de la interface de los motores de paso y servos, para generar señales de control adecuados incluyendo avanzados modelos matemáticos de control, de velocidad, posición y aceleración de la carga utilizada en el proyecto.
Incluye el desarrollo y elaboración de las interfaces de potencia.
También se procesaran la información de todos los sensores de posición y control lógico del robot.
Todo esto incluye electrónica pura con una buena cantidad de algoritmos.
Se debe de investigar en este caso sobre todos los estándares que se usan en el mundo para no elaborar un sistema único, sobre todo en el control de usuario.
Producto: una interface amigable y estandarizada.
Como dijimos antes debido al avance de las computadoras, tenemos una opción relativamente barata de controlar los dispositivos por medio de los puertos de un sistema de computo, que proponemos sea por medio de USB ya que es un puerto muy popular en estos tiempos.
La programación es indispensable para controlar por medio de una computadora la interface anteriormente mencionada.
Y lo mismo: es necesaria una investigación para ocupar posiblemente una tecnología de terceros estandarizada, o diseñar la propia pero con la consigna de la generalidad, evitando las tareas a la medida.
Sobre los algoritmos:
Aquí veremos cómo identificar y utilizar los métodos más adecuados para el funcionamiento del robot, obviamente, los matemáticos tienen la capacidad de proponer interesantes algoritmos para el funcionamiento del robot en diversas aplicaciones dando como resultado la optimización de los procesos.Colocar el proyecto como una meta social, el cual participen diversos actores para que el beneficio se expanda a la sociedad, la cual se vea beneficiada de cualquiera forma. Implica también la investigación de otros proyectos similares y avances ya elaborados así como experiencia de fallas y errores para avanzar más rápido y más efectivamente.
Laboratorios de la UAM:
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| laboratorio de la uam |
Laboratorios de la UAM:
Aquí estamos mostrando los laboratorios, se ve que en la uam existen los siguientes equipos.
1.- generador funciones
2.- osciloscopio
material de laboratorio |
3.- computadora
4.- analizador de espectros.
Productores de Circuitos impresos
Productores de Circuitos impresos
Empresas que pueden beneficiarse con este proyecto:
Empresas que pueden beneficiarse con este proyecto:
(www.hotfrog.com.mx/Products/Circuitos-Impresos)
( www.kompass.com/.../equipos-maquinaria-industria-electronica-1.htm)
(www.chido.cl/fabricación-armado-circuitos-impresos)
circuito impreso |
Aplicaciones:
Aplicaciones:
En la actualidad, el robot es de primera necesidad, dado su precisión y desempeño en los trabajos más diversos, así como su elevada repetitividad en la producción en serie. La enumeración de todas las aplicaciones específicas posibles sería imposible de describir, porque entre ellas está el posicionamiento de todo tipo de herramientas o sensores etc. Las aplicaciones podrían ayudar a la biología, a la mecánica, a la electrónica, al diseño y en fin a seguramente todas las disciplinas o actividades humanas.
En la actualidad, el robot es de primera necesidad, dado su precisión y desempeño en los trabajos más diversos, así como su elevada repetitividad en la producción en serie. La enumeración de todas las aplicaciones específicas posibles sería imposible de describir, porque entre ellas está el posicionamiento de todo tipo de herramientas o sensores etc. Las aplicaciones podrían ayudar a la biología, a la mecánica, a la electrónica, al diseño y en fin a seguramente todas las disciplinas o actividades humanas.
De todas esas aplicaciones del robot X-Y, nos enfocaremos a una, que la escogimos, por ser una etapa intermedia, genérica y de infraestructura para la obtención de otros productos, y nos referimos a:
Un Robot X-Y de alta precisión para la elaboración de circuito impreso, que a su vez es muy útil, para que los diseñadores de tablillas electrónicas, puedan beneficiarse de esta tecnología.
Aunque nuestra filosofía es obtener al máximo la generalidad de la construcción de este Robot, esta aplicación del circuito impreso nos da ciertas especificaciones:
Una es la precisión de cerca de .02mm que incluye la repetición de posición.
Dos es el tamaño de cerca de un metro de largo máximo.
Tres es su baja inercia y alta velocidad de movimiento.
Cuatro es la prioridad de la posición y repetición.
Cinco es la automatización y control por computadora.
Entre otras….
Conclusiones:
Este es un proyecto de gran alcance, con la participación de disciplinas, que nos conduciría a una creación de un robot bastante útil, en la economía mexicana.
El resultado específico será la automatización de circuito impreso, que servirá a su vez en la elaboración de todo tipo de proyectos en electromecánica.
Como se ha mencionado antes este proyecto implica una gran cantidad de investigación, por lo que habrá mucho material para otros proyectos diversos. Esta información se manejaría de forma concreta y se incluiría en el proyecto.
No se intenta desarrollar una maquina “perfecta”, al contrario, las primeras versiones serán del tipo experimental con ajustes y calibraciones, que evidencian la naturaleza de la maquina y sea obvias las teorías. Incluso se antoja auto calibrables, según holguras, desgaste, fallas, etc.
Lo más importante es: no construir una maquina X-Y como una tarea a entregar, sino tener en corto, los fundamentos para construir otros robots, más precisos, más veloces, mas grandes, más pequeños, más simples, más complejos, etc., para todo tipo de aplicaciones.
Ultimas:
Habrá partes que no se mencionan por ahora pero que seguramente se hará en el desarrollo final, enriqueciéndolo. Creemos que este pre proyecto dará la pauta para el inicio de un gran proyecto, animándonos a dejar un legado interesante por parte de la UAM.
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