DISEÑO, MODELO CINEMÁTICO Y SIMULACIÓN DE UN ROBOT NEUMÁTICO DE 4 DOF (DESIGN, KINEMATIC MODEL AND SIMULATION OF A 4 DOF PNEUMATIC ROBOT)

José Armando Pérez Delgado, Juan Manuel Ramos Arreguín, Gerardo Israel Pérez Soto, Efrén Gorrostieta Hurtado

Resumen


En el desarrollo de la tecnología industrial, los robots industriales juegan un papel muy importante para una gran variedad de tareas, como es traslado de materiales, aplicación de soldadura, aplicación de pintura, entre otros. Actualmente, gran parte de los sistemas robóticos son accionados mediante actuadores eléctricos debido a su fácil control. Sin embargo, los actuadores eléctricos tienen una relación potencia-peso baja. Esto es, para levantar poco peso, requieren de una gran cantidad de energía. Los actuadores eléctricos no son los únicos que pueden ser utilizados, también se tienen actuadores neumáticos pero en menor cantidad que los eléctricos. Los actuadores neumáticos tienen una alta relación potencia-peso, pues pueden levantar mayor peso con menos energía y sin riesgo de daños. La fuente de energía de un actuador neumático es el aire comprimido, por lo que no se genera contaminantes y en caso de que el actuador se sobrecargue, simplemente no se va a mover y no se genera daño alguno. En este trabajo se presenta el desarrollo de la simulación de la planeación de trayectoria de un robot neumático de 4 grados de libertad (DOF), a partir del desarrollo del modelo cinemático. Así mismo, se presenta el análisis cinemático de velocidad del robot y el análisis de posición de un mecanismo de 4 barras del manipulador presente en el diseño del robot neumático.

Palabra(s) Clave: Cinemática, Planeación de trayectoria, Robots neumáticos.

 

Abstract

In the development of industrial technology, industrial robots have a very important role in different tasks, such as, material displacement, welding processes, paint application, among others. Currently, most of the robotic systems are powered by electric actuators due to its easy control. However, electric actuators have a low power-to-weight ratio. In other words, in order to lift little weight, they require a large amount of energy. Not only electric actuators can be used, but also there are pneumatic actuators that are in fewer quantities than the electric ones. Pneumatic actuators have a high power-to-weight ratio, because they can lift more weight with less energy and without damage risk. The source of energy of a pneumatic actuator is compressed air, so contaminants are not generated and in case the actuator is overloaded, it would simply not move and no damage generated. This paper presents the development of the simulation of the planning trajectory of a pneumatic robot with 4 degrees of freedom (DOF), from the kinematic model development. Additionally, it presents the kinematic analysis of the robot's speed and the position analysis of a 4-bar mechanism from the manipulator in the design of the pneumatic robot.

Keywords: pneumatic robot, kinematic model, planning trajectory.


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1794-1811 PDF

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