El veloz robot delta del IPN

Un equipo de ingenieros en mecatrónica de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería, campus Zacatecas, del Instituto Politécnico Nacional (UPIIZ IPN), analizó la cinemática directa, la cinemática inversa y la dinámica de un robot paralelo tipo delta para, posteriormente, diseñarlo y construirlo. Este trabajo los hizo acreedores al tercer lugar nacional en el Premio al mejor trabajo escrito para Titulación de Nivel Licenciatura 2017 del IPN, en la categoría de ciencias físico matemáticas.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el maestro en ciencias Omar Désiga Orenday, profesor investigador de la UPIIZ IPN y asesor principal de este proyecto, informó que en el concurso referido participaron 135 trabajos, previamente seleccionados de manera interna en cada unidad del IPN del país, de acuerdo con tres diferentes áreas del conocimiento: ciencias físico matemáticas —incluidas ingenierías—, ciencias médico biológicas y ciencias sociales administrativas.

El también jefe de los laboratorios de Electrónica I y II de la UPIIZ IPN expresó que, además del reconocimiento obtenido, entre los hallazgos de haber participado en este proyecto se encuentran poder emplearlo tanto en el área de divulgación de la UPIIZ como en las materias impartidas en la carrera de mecatrónica a manera de caso de estudio, con la finalidad de demostrar que los conocimientos adquiridos en el aula se pueden poner en práctica en los mismos laboratorios de la institución, donde fue construido en su totalidad.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿En qué consiste este proyecto?

Omar Désiga Orenday (ODO): En el análisis, diseño y construcción de un robot paralelo tipo delta. Para el análisis tomamos información ya establecida y aunque no generamos nosotros la información, es un trabajo tedioso, ya que para este tipo de robots se requiere utilizar geometría y trigonometría con ecuaciones complejas. Una vez hecho el análisis lo parametrizamos, lo particularizamos y diseñamos en un sistema CAD, en donde verificamos por medio de otro software su funcionalidad, antes de construirlo.

AIC: ¿Qué evalúan en este concurso?

ODO: La calidad de la redacción, las aportaciones al campo del conocimiento en donde se propone, en este caso mecatrónica, junto con la pertinencia del programa en donde se titulan los alumnos; que exista una rigurosidad metodológica para llevar a cabo el proyecto, que los análisis y la interpretación de los resultados estén claros. Esta parte es lo que más se evaluó, desde la parte gramatical hasta el contenido teórico.

AIC: ¿Cuáles son las etapas que tiene este concurso?

ODO: Primero, el concurso se hace de manera interna, en donde cada comité evaluador de cada unidad del IPN del país elige a un representante. Nuestro trabajo resultó ganador de la UPIIZ IPN. Posteriormente, son enviados a Ciudad de México con el comité nacional, que selecciona a los tres primeros lugares de cada categoría. Esta tesis es de ingeniería en mecatrónica, por lo que se encuentra en la categoría de físico matemáticas, en donde están incluidas todas las ingenierías.

AIC: ¿Cuándo fue realizado este robot?

ODO: Fue concluido en junio de 2016; sin embargo, como es requisito del concurso que las tesis participantes sean de exalumnos titulados, su participación procedió en la edición del Premio al mejor trabajo escrito para Titulación de Nivel Licenciatura 2017 del IPN.

AIC: ¿Qué hace este robot?

ODO: Funciones básicas de pick and place —recoger y mover—. Su principal característica es que su efecto final siempre permanece paralelo al plano de trabajo —el plano XY—, por lo que sus movimientos son muy rápidos, incluso más que los de los robots. Y al estar equitativamente separada una articulación de la otra, la fuerza que actúa entonces hace que gasten menos energía y que el peso que cargan se distribuya entre los tres motores que lo componen.

AIC: ¿Cuál es la diferencia entre un robot paralelo y un robot serial?

ODO: En los robots seriales, la articulación que soporta el peso del robot y de su carga a transportar siempre es la base y lo traslada al siguiente eslabón, y así sucesivamente, hasta que lleguen con lo que deben de mover. En los robots paralelos se distribuye el peso, en el caso del delta entre tres actuadores, y esto hace que se muevan muy rápido.

AIC: ¿El diseño de este robot es escalable?

ODO: Sí, de hecho, el trabajo realizado consistió en analizar todas las variables que intervienen en el diseño para posteriormente pasar a la construcción. Con las herramientas que se generaron, sí tendríamos la capacidad de proponer algún otro tamaño en cuanto a sus dimensiones físicas, junto con otra capacidad de carga en su efecto final, y recalcular prácticamente de manera automática los torques —fuerza aplicada— necesarios de todos los actuadores que necesita y poderla hacer más grande o simplemente replicar otro igual.

AIC: ¿Cuál es el plan a futuro sobre este robot?

ODO: Una vez que se tiene la comprensión de lo que tenemos, podemos agregarle ciertas funciones que formen parte del mecanismo. Por ahora, junto con otros alumnos estamos trabajando en la segunda parte del proyecto, que es guiarlo por medio de visión —cámaras—. Quizá haya muchos robots actualmente que utilicen la parte visual y sean guiados de esa manera, pero no siempre tenemos acceso a ellos porque son altamente costosos. En cambio, con este tipo de proyectos, además de tener el acceso, el alumno aprende sobre su composición y puede proponer sus propios algoritmos para nuevas funciones, así como crecer en su vida científica o insertarse de manera prácticamente inmediata al ámbito laboral.

Fuente: CONACYT.