Robot SCARA

• 1.2 Objetivos de la investigación

Objetivo general:

Analizar y conocer las causas que determinaran la precisión de un robot tipo scara.

Objetivos Específicos:

• Conocer el rendimiento de el robot

• Identificar la velocidad que ejerce el robot

• Analizar el desempeño de las operaciones que el robot realiza

• Analizar en que área tiene mayores dificultades

• Diseñar una solución al problema

• Contribuir a la implementación de la solución

1.3 Planteamiento del Problema

Algunos de los puntos más importantes que debemos de tomar en cuenta para tener una buena precisión en un robot tipo scara son: la elección de un buen tipo de material, realizar una buena programación, unir bien los acoplamientos en sus articulaciones, y uno de los más importantes es la elección de una buena base para el equilibrio del robot. La elección de un buen material nos ayuda a que el robot tenga mejor balance y llegar a cualquier punto sin dificultad, para esto hay que elegir el más indicado.

Problema de Investigación: Se desconoce que factores del proceso de ensamblado influyen en la rapidez y efectividad del robot SCARA.

Objetivo General: Analizar y conocer las causas que determinaran la precisión de un robot tipo SCARA.

Objetivos Específicos:

• Conocer el rendimiento del robot SCARA

1) Cronometrar cuanto tiempo tarde en trasladar una carrocería de un lugar a otro.

2) Calcular cuantas carrocerías mueve en promedio, por jornada de trabajo.

3) Conocer cuantas veces al mes se le requiere dar mantenimiento.

4) Conocer cuantas veces al año presentar fallas.

• Identificar la velocidad que ejerce el robot

1) Cronometrar cuanto tiempo tarde en trasladar una carrocería de un lugar a otro.

2) Calcular cuantas carrocerías mueve en promedio, por jornada de trabajo.

3) Calcular a que velocidad gira el robot

• Analizar el desempeño de las operaciones que el robot realiza

1) Observar y dividir los movimientos del brazo SCARA.

2) Separar las diferentes operaciones que realiza según su programación.

3) Medir las distancias que recorre el brazo.

• Analizar en que área tiene mayores dificultades

1) Establecer un tiempo estándar para los movimientos.

2) Observar en que área tarda más en sus operaciones.

3) Determinar en que proceso ocurren las fallas normalmente.

4) Identificar la causa de la dificultad.

• Diseñar una solución al problema

1) Identificar la raíz o raíces del problema o problemas.

2) Proponer cambios la causa del problema.

3) Proponer varias soluciones y costos de ellas.

4) Contribuir a la implementación de la solución.

Pregunta de Investigación: Se desconoce cual seria el mejor arreglo de planta para minimizar las fallas, retrasos y obstáculos para el robot SCARA.

Marco Teórico

5.1 Antecedentes del Robot

5.1.1 Antecedentes históricos

A lo largo de la historia el hombre se ha fascinado por maquinas que imitan el movimiento del hombre. A estas maquinas los griegos las denominaban autómatas. De esta palabra deriva la palabra autómata: Maquina que imita la figura y los movimientos de un ser animado.

Herón de Alejandría (85 d.C.) Tenía mecanismos animados que se movían a través de dispositivos hidráulicos, poleas y palancas, y tenían fines eminentemente lúdicos.

La cultura árabe (siglos VIII a XV) heredó y difundió los conocimientos griegos, utilizándolos no sólo para mecanismos aplicados a la diversión, sino que le dio una aplicación práctica, introduciéndolos en la vida cotidiana de la realeza.

Ejemplo de estos son diversos sistemas dispensadores automáticos de agua para beber a lavarse. También de este periodo son otros autómatas, de los que hasta la actualidad no han llegado más que referencias no suficientemente documentadas, como el Hombre de hierro de Alberto Magno (1204-1282) o la cabeza parlante de Roger Bacon (1214-1294).Otro ejemplo relevante de aquella época fue el Gallo de Estrasburgo (1352). Este que es el autómata más antiguo que se conserva en la actualidad, formaba parte del reloj de la torre y la catedral de Estrasburgo y al dar la hora movía las alas y el pico.

Durante el siglo XV y XVI algunos de los más relevantes representantes del renacimiento se interesan también por los ingenios descritos y desarrollado por los griegos. Es conocido el León mecánico construido por Leonardo Da Vinci (1452-1519) para el rey Luis XII de Francia, que se abría el pecho con su garra y mostraba el escudo de armas del rey. En España es conocido el Hombre de palo, construido por Juanelo Turriano en siglo XVI para el emperador Carlos V. Este autómata con forma de monje, andaba y movía la cabeza, ojos, boca y brazos.

Durante los siglos XVII y XVIII se crearon ingenios mecánicos que tenían algunas de las características de los robots actuales. Estos dispositivos fueron creados en su gran mayoría por artesanos del gremio de la relojería. Su misión principal era la de entretener a las gentes de la corte y servir de atracción en las ferias. Estos autómatas representaban figuras humanas, animales o pueblos enteros. Son destacables entre otros el pato de Vaucanson y los muñecos de la familia Droz y de Mailladert.

Jacques Vaucanson (1709-1782), autor del primer telar mecánico, construyó varios muñecos animados, entere los que se destacan un flautista capaz de tocar varias melodías y un pato (1738) capaz de graznar, beber, comer, digerir y evacuar la comida. El relojero suizo Pierre Jaquet Droz (1721-1790) y sus hijos Jaquet y Henri-Louis construyeron muñecos capaces de escribir (1770), dibujar (1772) y tocar diversas melodías en un órgano (1773). Estos aún se conservan en el museo de Arte e Historia de Neuchastel, Suiza.

5.1.2 Origen del Robot SCARA

La palabra robot fue usada por primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel Capek (1890 - 1938) estrena en el teatro nacional de Praga su obra Rossum's Universal Robot (R.U.R.). Su origen es de la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo realizado de manera forzada.

Con el objetivo de diseñar una maquina flexible, adaptable al entorno y de fácil manejo, George Devol, pionero de la Robótica Industrial, patento en 1948, un manipulador programable que fue el germen del robot industrial.

En 1948 R.C. Goertz del Argonne National Laboratory desarrollo, con el objetivo de manipular elementos radioactivos sin riesgo para el operador, el primer tele manipulador. Este consistía en un dispositivo mecánico maestro-esclavo. El manipulador maestro, reproducía fielmente los movimientos de este. El operador además de poder observar a través de un grueso cristal el resultado de sus acciones, sentía a través del dispositivo maestro, las fuerzas que el esclavo ejercía sobre el entorno.

Años mas tarde, en 1954, Goertz hizo uso de la tecnología electrónica y del servocontrol sustituyendo la transmisión mecánica por eléctrica y desarrollando así el primer tele manipulador con servocontrol bilateral. Otro de los pioneros de la tele manipulación fue Ralph Mosher, ingeniero de la General Electric que en 1958 desarrollo un dispositivo denominado Handy-Man, consistente en dos brazos mecánicos teleoperados mediante un maestro del tipo denominado exoesqueleto. Junto a la industria nuclear, a lo largo de los años sesenta la industria submarina comenzó a interesarse por el uso de los tele manipuladores.

A este interés se sumo la industria espacial en los años setenta.

La evolución de los tele manipuladores a lo largo de los últimos años no ha sido tan espectacular como la de los robots. Recluidos en un mercado selecto y limitado(industria nuclear, militar, espacial, etc.) son en general desconocidos y comparativamente poco atendidos por los investiga- dores y usuarios de robots. Por su propia concepción, un tele manipulador precisa el mando continuo de un operador, y salvo por las aportaciones incorporadas con el concepto del control supervisado y la mejora de la tele presencia promovida hoy día por la realidad virtual, sus capacidades no han variado mucho respecto a las de sus orígenes.

La sustitución del operador por un programa de ordenador que controlase los movimientos del manipulador dio paso al concepto de robot.

La primera patente de un dispositivo robotico fue solicitada en marzo de 1954 por el inventor británico C.W. Kenward. Dicha patente fue emitida en el Reino Unido en 1957, sin embargo fue Geoge C. Devol, ingeniero norteamericano, inventor y autor de varias patentes, él estableció las bases del robot industrial moderno. En 1954 Devol concibió la idea de un dispositivo de transferencia de artículos programada que se patento en Estados Unidos en 1961.

5.1.3 Desarrollo del Robot SCARA

En 1956 Joseph F. Engelberger, director de ingeniería de la división aeroespacial de la empresa Manning Maxwell y Moore en Stanford, Conneticut. Juntos Devol y Engelberger comenzaron a trabajar en la utilización industrial de sus maquinas, fundando la Consolidated Controls Corporation, que más tarde se convierte en Unimation(Universal Automation), e instalando su primera

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