Diseño, fabricación e implementación mediante fabricación aditiva de utillaje para el aprendizaje de robótica

Abstract

[ES] Actualmente, el uso de la impresión 3D es bastante común en los centros educativos, dado el descenso de costes que se está produciendo en el acceso básico a esta tecnología. Por otra parte, en los últimos tres años, se está dotando de robots a los centros educativos de formación profesional, particularmente en los ciclos de automatización y robótica, mecatrónica industrial y fabricación mecánica, para su implementación práctica en los curriculums académicos. Sin embargo, habitualmente, los robots se reciben con una falta de dotación en el utillaje necesario para su uso. El proyecto pretende desarrollar utillaje práctico para el aprendizaje de robótica, aprovechando la experiencia en fabricación aditiva y la existencia de impresoras en la mayoría de los centros que están recibiendo robots. De esta forma, se puede obtener un acceso universal a la implementación de los robots a un bajo coste de utillaje, que de otra forma es difícilmente abordable mediante el presupuesto de los centros educativos. Esto permitirá el acceso al aprendizaje maximizando el componente práctico como es habitual en los ciclos formativos. A su vez, permite que en el caso de rotura de utillaje, o necesidad de evolución y modificación del mismo, el alumnado tenga como referencia el desarrollo del utillaje presentado, y su implementación mediante técnicas DIY (do it yourself). El proyecto consiste en diseñar y fabricar diferentes elementos que puedan utilizarse en los robots existentes, con especial énfasis en los robots colaborativos ¿ cobots de la empresa Universal Robots, suministrados durante este curso. Esto se efectuará en tres pasos básicos: - Herramientas para acoplarlas al robot con distintas funcionalidades. - Piezas para la simulación de escenarios, que permitan el desarrollo de diversos ejercicios para la práctica de las distintas funcionalidades del robot. - Programación de algún ejercicio práctico de demostración con los elementos anteriores. El proceso que se seguirá, será el diseño y modificaciones de las piezas en un entorno virtual mediante inventor, para luego proceder a preparar el sólido para su impresión mediante Z-suite y finalmente materializar la pieza con la impresora 3D. En caso de que sea necesario por pequeños defectos o residuos restantes de la impresión se rematará la pieza con diferentes herramientas manuales para conseguir el acabado final. Seguidamente se probará la pieza en el robot, y caso de que sea necesario hacer modificaciones, se revisará desde su etapa de diseño o impresión según convenga. Por último, se realizarán programas de prueba.

[EN] Currently, the use of 3D printing is quite common in educational centers, given the drop in costs that is taking place in basic access to this technology. On the other hand, in the last three years, robots have been provided to educational vocational training centers, particularly in the cycles of automation and robotics, industrial mechatronics and mechanical manufacturing, for their practical implementation in academic curricula. However, robots are usually received with a lack of endowment in the tools necessary for their use. The project aims to develop practical tools for learning robotics, taking advantage of the experience in additive manufacturing and the existence of printers in most of the centers that are receiving robots. In this way, universal access to the implementation of robots can be obtained at a low tooling cost, which is otherwise difficult to afford through the budget of educational centers. This will allow access to learning, maximizing the practical component as usual in training cycles. At the same time, it allows that in the case of tool breakage, or the need to evolve and modify it, the students have as a reference the development of the tooling presented, and its implementation through DIY (do it yourself) techniques. The project consists of designing and manufacturing different elements that can be used in existing robots, with special emphasis on collaborative robots - cobots from the Universal Robots company, supplied during this course. This will be done in three basic steps: - Tools to couple them to the robot with different functionalities. - Pieces for the simulation of scenarios, which allow the development of various exercises to practice the different functionalities of the robot. - Programming of a practical demonstration exercise with the above elements. The process that will be followed will be the design and modifications of the parts in a virtual environment using an inventor, to then proceed to prepare the solid for printing using Z-suite and finally materialize the part with the 3D printer. If it is necessary due to small defects or remaining print residue, the piece will be finished off with different manual tools to achieve the final finish. The part will then be tested in the robot, and if modifications are necessary, it will be reviewed from its design or printing stage as appropriate. Finally, test programs will be carried out.