ROBOT CARTESIANO DE 3 GDL PARA INSPECCION DE ESFUERZOS RESIDUALES MEDIANTE PRINCIPIO DE FOTOELASTICIDAD
Resumen
Resumen
En este artículo se presenta el diseño de un robot cartesiano de 3 grados de libertad con resolución micrométrica en sus desplazamientos axiales. El objetivo del trabajo es desarrollar un prototipo robótico que sea capaz de posicionar en el espacio una cámara VGA para aplicaciones de inspección industrial. El procedimiento incluye, diseño mecánico, análisis cinemático mediante parámetros Denavit-Hartenberg, diseño electrónico de potencia y de control por computadora, integración de sistema óptico de polarizadores, cámara y procesamiento de imágenes. Como resultado, se presenta un sistema de ejes sinfín acoplados a motores a pasos NEMA 17 los cuales son controlados vía interfaz Arduino-LabVIEW que permite monitorear en tiempo real los puntos de mayor esfuerzo residual en materiales birrefringentes, utilizando técnicas de fotoelasticidad.
Palabras Claves: Esfuerzos residuales, fotoelasticidad, inspección industrial, LabVIEW, robot cartesiano.
CARTESIAN ROBOT OF 3 DF FOR INSPECTION OF RESIDUAL EFFORTS THROUGH PRINCIPLE OF PHOTOELASTICITY
Abstract
This paper presents the design of a Cartesian robot of 3 degrees of freedom with micrometric resolution in its axial displacements. The objective of the work is to develop a robotic prototype that is capable of positioning in the space a VGA camera for industrial inspection applications. The process includes, mechanical design, kinematic analysis using Denavit-Hartenberg parameters, electronic power and control design, integration of optical system of polarizers, camera and image processing. As a result, there is a system of endless axes coupled to NEMA 17 stepped motors which are controlled via the Arduino-LabVIEW interface, which allows real time monitoring of points of greatest residual stress in birefringent materials using photoelasticity techniques.
Keywords: Cartesian robot, industrial inspection, LabVIEW, photoelasticity, residual stress.
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Barrientos A., Peñin L. F., Balaguer C. y Aracil R., Fundamentos de Robótica, 1era. Edición en Español, McGraw-Hill, 2007.
Berrio J., Arcos E., Zuluaga J., Corredor S., Diseño y construcción de un robot cartesiano de 3 grados de libertad, IV Congreso Internacional de Ingeniería Mecatrónica y Automatización CIIMA, 2015.
Briñez de León, Juan Carlos, A. R., Estudios de fotoelasticidad: desarrollos y aplicaciones, Revista Politécnica, pp. 27-36, 2013.
Canales C., Cosandier F., Boetsch G., et al., A complete manipulation platform for characterization of microcomponents, Optomechatronic Technologies, Proc. of SPIE Vol. 7266, 726605-1, 2008.
Carvajal, R. J., Godoy H. R., Rodríguez Q. W., Proyecto mecatrónico de brazo robot cartesiano integrado a una celda de almacenamiento y recuperación automatizada AS / RS de un Sistema Flexible de Manufactura FMS. ITECKNE, Vol. 6, Número 1, 2009.
Craig John J. Introduction to Robotics: Mechanics & Control. Boston, Addison Wesley Publishing Company, 1986.
Gutiérrez Casiano, N. G. V., Efecto de la forma y el material de las probetas para determinar esfuerzos por fotoelasticidad, Coloquio de Investigación Multidisciplinaria, pp. 415-422, 2016.
Hernández Hernández, Carlos, R. M, Diseño, construcción y prueba de una máquina de control numérico por computadora (CNC), para fresado y perforado de placas fenólicas, Pistas Educativas, pp. 1148-1169, 2014.
Kalpakjiang, S. y Schmi, S., Esfuerzos residuales, de Manufactura, Ingeniería y Tecnología, Naucalpan, Edo. de México, Pearson, pp.95, 2008.
MicroSystems, A, DMOS Microstepping, Driver with Translator and Overcurrent Protection, Allegro MicroSystems, LLC, Worcester, Massachussetts, USA, 2014.
Morales González, Gustavo Adolfo, M. A., Simulación e interacción gráfica con robot manipulador industrial para el sensado y manipulación de objetos. Pistas Educativas, pp. 1-20, 2016.
Negrete, J. M., Color y longitud de onda de Análisis Experimental de Esfuerzos por medio de la fotoelasticidad, Coquimatlán, Colima, Trabajo de tesis, pp. 11, 2009.
PhotoStress, Introducción al análisis tensional mediante photostress, Detroit, Estados Unidos, PhotoStress, 2016.
Rojas J, Mahla I, Muñoz G, Castro D, Diseño de un sistema robótico cartesiano para aplicaciones industriales, Revista Facultad de Ingeniería, U.T .A. (chile), vol 11 n° 2, 2003.
Santoyo Mora, Mauro J. A., Sistema de Visión Multiespectral para el Análisis de Tejidos Biológicos, Pistas Educativas, pp. 1329-1347, 2014.
Schajer, G. S., Practical residual stress measurement methods, Wyley, 2013.
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