Diseño y Construcción de un Sistema Robot basado en Cables 

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Programación Matemática y Software
Universidad Autónoma del Estado de Morelos
Dr.Marco Antonio Cruz Chávez
2007-3283
Volumen 9, Número 1/Febrero del 2017
Periodo Febrero-Mayo 2017
Artículo de Investigación
20-27
Computación
Febrero del 2017
Cuatrimestral

José Rafael Mendoza Vázquez, Sergio J. Torres Méndez, Irma Delia Rojas Cuevas, Vicente Ramírez Palacios, Omar Flores Sánchez

Instituto Tecnológico de Puebla. Av. Tecnológico No. 420, Col. Maravillas, Puebla, Puebla, México

Recibido:30 de junio de 2015 Aceptado:2 de marzo de 2016 Publicado en línea: 28 de febrero de 2017

Resumen. En este documento se presenta el diseño y construcción de un prototipo de robot basado en cables (wire robot). El robot basado en cables, tiene como finalidad, la de disponer de una plataforma de desarrollo y evaluación de esquemas de control para la optimizacion del espacio de trabajo y estudio de la cinemática y dinámica, considerando ciertas restricciones mecánicas. Para el diseño del sistema, se tomó como base la metodología, que tiene como elementos principales: el análisis físico y mecánico del sistema, la determinacion de los requerimientos del sistema, selección de los componentes, desarrollo del prototipo, pruebas experimentales y validación. Como medio de control, se emplea una tarjeta basada en microcontrolador, mientras que los modos de operación propuestos son: manual y por computadora.  En el caso del modo manual, se emplean componentes analógicos para el control del movimiento en cada eje, en conjunto con las ecuaciones de movimiento que coordinan a los cuatro motores. En el modo por computadora, se desarrolló una interfaz basada en la plataforma industrial Labview, que permite, por medio de barras de desplazamiento, el movimiento del sistema. También, se tiene una tarjeta de potencia, que permite suministrar la potencia para el movimiento de la plataforma movil, todo con base a los cálculos desarrollados en el microcontrolador. Finalmente, se presentan los resultados del movimiento de la plataforma móvil, en los tres ejes x,y,z lo que permite verificar el comportamiento del sistema robot basado en cables y las conclusiones.

Palabras claves: robot basado en cables, prototipo, mecanismo paralelo, plataforma de desarrollo.

Abstract. In this document the design and prototyping a cable based robot also known as wire robot is presented. The proposed wire robot is developed as an experimental platform, for developing and evaluating control schemes to optimize the workspace and also studying its kinematics and dynamics. Regarding the design of the system, the methodology is based in the following stages: physical and mechanical analysis, establishment of requirements, component selection, prototyping, testing and validation. A control board based on microcontroller uses manual and automatic modes of operation. In the case of manual mode, analog components are used to control the movement on each axis, with the equations of motion that coordinate four DC motor. In the automatic mode an interface based on the Labview was developed. Also, power board is used in order to supply movement according to the calculations developed in the microcontroller. Finally, the results of the performance of the cable based robot and conclusions are presented.

Keywords:wire robot, prototype, parallel mechanism, development platform.