Diseño, ensamblaje y programación de un robot SCARA de 4 grados de libertad

Abstract

[ES] Con el desarrollo de la robótica, el uso de robots se ha extendido a otros campos fuera de la industria, tales como hospitales, farmacias o laboratorios. Una mayor precisión proporciona más eficiencia y seguridad a la hora de realizar tareas específicas. En este documento se muestra el proceso de desarrollo de un prototipo de un robot SCARA de 4 grados de libertad destinado a la extracción y almacenamiento de diversos utensilios y materiales de laboratorio, permitiendo una mayor precaución a la hora de manejar instrumentos frágiles o que contengan sustancias peligrosas, evitando poner en riesgo a una persona. En primer lugar, se realiza un esbozo del diseño inicial del robot en el que se plantea la geometría básica que se tiene en cuenta en las fases posteriores. A continuación, se modelan las diferentes piezas que componen la estructura del robot. En esta fase, se busca una optimización de la geometría, reforzando los lugares expuestos a más tensiones y reduciendo la cantidad de material en las zonas menos importantes, aligerando la estructura y abaratando el coste de producción, y todo ello sin dejar de lado la apariencia del producto. Una vez modeladas las piezas, se crean las uniones necesarias para obtener el ensamblaje final del robot, verificando que la geometría de cada pieza sea correcta y realizando los ajustes pertinentes. Una impresora 3D produce cada una de las piezas, de forma que se pueda realizar el montaje de la maqueta. A su vez, se realiza el montaje de los componentes electrónicos encargados de proporcionar el movimiento. Por último, se realiza la programación del código en Arduino para que el robot sea capaz de realizar una tarea sencilla, de forma que se verifique su correcto funcionamiento.

[EN] With the development of robotics, the use of robots has spread to other fields outside the industry, such as hospitals, pharmacies, or laboratories. A higher precision provides more efficiency and safety when performing specific tasks. This document shows the process of developing a 4 degrees of freedom SCARA robot prototype destined for the extraction and storage of various laboratory tools and materials, allowing a greater caution when handling fragile instruments or containing dangerous substances, avoiding putting a person at risk. First, a sketch of the initial design of the robots is made, in which the basic geometry that is taken into account in the later phases is considered. Next, the different parts that make up the robot¿s structure are modelled. In this phase, an optimization of the geometry is searched, reinforcing the places exposed to more stress and reducing the amount of material in the less important areas, lightening the structure, and lowering the production cost, and all this without ignoring the product appearance. Once the parts have been modelled, the necessary joints are created to obtain the final assembly of the robot, verifying that the geometry of each part is correct and making the pertinent adjustments. A 3D printer produces each piece, so that the assembly of the model can be carried out. At the same time, the electronic components in charge of providing the movement are assembled. Finally, the code is programmed in Arduino so that the robot can perform a simple task, so that its correct operation is verified.

[CA] En aquest document es mostra el procés de desenrotllament d’un prototip d’un robot SCARA de 4 graus de llibertat destinat a l’extracció y emmagatzemament de diversos utensilis i materials de laboratori, permetent una major precaució a l’hora de manejar instruments fràgils o que continguen substàncies perilloses, evitant posar en risc a una persona.