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http://ciateq.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1020/374| Desarrollo de un reductor cicloidal para un manipulador robótico | |
| CESAR REAL DIEZ MARTINEZ | |
| RAMON CASTILLO DIAZ DAVID MANUEL OCHOA GONZALEZ Israel Barragán Santiago GABRIEL HERNANDEZ LOPEZ | |
| Acceso Abierto | |
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| Reductor cicloidal Backlash Holguras Análisis de contacto Análisis gráfico Cycloidal reducer Backlash Clearances Contact analysis Graphic analysis | |
| En los sistemas mecánicos que se utilizan en la industria para la fabricación automatizada de productos, se demandan soluciones que disminuyan costos, maximicen el aprovechamiento de energía y logren movimientos precisos. El empleo de reductores cicloidales en estos sistemas mecánicos se perfila como una de las soluciones, debido a que estos dispositivos pueden alcanzar movimientos angulares muy precisos. El objetivo principal del presente trabajo se orientó hacia el diseño, análisis y construcción de una reducción cicloidal y de un manipulador robótico. Esto implicó la realización de un proceso que consta de los siguientes pasos: investigación, generación de bocetos a mano alzada, modelado de componentes/ensambles en 3D y elaboración de planos, donde se definieron tolerancias de manufactura. Las holguras debidas a las tolerancias de manufactura tienen grandes repercusiones en la precisión del movimiento de los reductores cicloidales. Por consiguiente, el presente trabajo incluye el desarrollo de un método gráfico que permite calcular el backlash del reductor cicloidal en términos de las holguras debidas a las tolerancias de manufactura. También se analizó la repercusión de este backlash en la precisión de la posición final en el manipulador. Para la validación de los diseños y del método gráfico se utilizaron, tanto simulaciones en CAD, como experimentación con prototipos. Se describen en este trabajo los procesos de fabricación de los prototipos y las técnicas para la inspección de las dimensiones. Fue posible corroborar cómo, al seguir el proceso de diseño, se lograron modelos en 3D y prototipos funcionales; tanto para el reductor cicloidal como para el manipulador robótico. La inspección dimensional, en combinación con la experimentación, permitió generar un método de análisis de ensamble, que identifica la holgura en cada etapa del reductor cicloidal. Partiendo de estas holguras se logró calcular el backlash total en el reductor mediante un método gráfico. Los resultados del método gráfico fueron congruentes con los resultados experimentales. Los valores que se calcularon para el backlash en los reductores permitieron determinar la zona de ubicación posible del extremo del manipulador robótico. In mechanical systems used in the industry for the automated manufacture of products, solutions that reduce costs, maximize the use of energy and achieve precise movements are demanded. The use of cycloidal reducers in these mechanical systems is emerging as one of those solutions, because these devices can achieve very precise angular movements. The main objective of this work was oriented towards the design, analysis and construction of a cycloidal reduction and a robotic manipulator. This involved the realization of a process that consists of the following steps: research, generation of freehand sketches, modeling of components / assemblies in 3D and elaboration of plans, in which manufacturing tolerances were defined. The clearances due to manufacturing tolerances have great repercussions on the precision of the movement of the cycloidal reducers. Therefore, the present work includes the development of a graphical method that allows to calculate the backlash of the cycloidal reducer in terms of the clearances due to the manufacturing tolerances. The repercussion of this backlash on the accuracy of the final position in the manipulator was also analyzed. For the validation of the designs and the graphic method, both CAD simulations and experimentation with prototypes were used. The manufacturing processes of the prototypes and the techniques for the inspection of the dimensions are describe in this work. It was possible to corroborate how, following the design process, 3D models and functional prototypes were achieved; both for the cycloidal reducer and for the robotic manipulator. The dimensional inspection, in combination with the experimentation, allowed generating an assembly analysis method, which identifies the clearances in each stage of the cycloidal reducer. Based on these clearances, the total backlash in the reducer was calculated using a graphical method. The results of the graphical method were congruent with the experimental results. The values that were calculated for the backlash in the reducers allowed to determine the possible location zone of the end of the robotic manipulator. | |
| CIATEQ, A.C. | |
| 2019 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| SISTEMAS AUTOMATIZADOS DE PRODUCCIÓN | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Manufactura Avanzada |
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