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Programación e implementación de un brazo robótico haciendo uso de las comunicaciones industriales para su control

Díaz Campano, Adrián

Abstract

El objetivo de este proyecto ha sido crear un entorno de desarrollo sencillo y económico para un mejor entendimiento de la robótica industrial en el ámbito docente, detallándose los aspectos necesarios para el control y el funcionamiento de este, así como las comunicaciones industriales utilizadas entre el robot y el ordenador. Es por ello que se ha desarrollado desde el firmware y el hardware para el control del robot, hasta la interfaz usada para manejar el mismo y las comunicaciones industriales que enlazan el PC con el robot, quedando detallados todos los procedimientos necesarios en esta memoria. De esta forma queda reflejada en el proyecto la unión de las diferentes materias necesarias para la implementación de un brazo robótico de uso docente, centrándose la memoria en las partes que, al parecer del proyectista, son las de mayor relevancia. El entorno de desarrollo (Figura 1.1) consta de un brazo robótico docente impreso en plástico mediante una impresora 3D de bajo coste, dos microcontroladores encargados del control del robot y de las comunicaciones, el hardware necesario para el funcionamiento del brazo y, por último, un programa creado para manipular el robot. Las cuatro grandes tareas llevadas a cabo para la realización de este proyecto son las siguientes: 1- Estudio del modelo cinemático del brazo robótico. 2- Programación software de sistemas embebidos. 3- Creación de un sistema GUI (Graphical User Interface) para el manejo del brazo. 4- Implementación hardware del sistema ACS (Acondicionamiento y Conversión de Señales) de los actuadores del brazo y de las comunicaciones industriales.

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Universidad de Sevilla Escuela Politécnica Superior de Sevilla PROGRAMACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE UN BRAZO ROBÓTICO HACIENDO USO DE LAS COMUNICACIONES INDUSTRIALES PARA SU CONTROL PRESUPUESTOS Autor: Adrián Díaz Campano Tutor: Luis Muñoz Saavedra Departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores 2 PRESUPUESTOS En este documento se detallan los costes de los materiales necesarios para el montaje del entorno de desarrollo robótico propuesto en este proyecto. La mano de obra para el montaje no será tenida en cuenta, ya que la idea es que el propio alumno realice el montaje durante diferentes sesiones de prácticas. 3 PRESUPUESTOS Capítulo 1. Materiales circuito 1________________________________23,03€ Capítulo 2. Materiales circuito 2________________________________35,33€ Capítulo 3. Materiales brazo robótico ___________________________31,43€ TOTAL PRESUPUESTO_.........................................................................86.79€ 4 PRESUPUESTOS Capítulo 1. Circuito 1 Nº Descripción Cantidad Precio(€) importe(€) 1.1 Ud Blue pill: placa de desarrollo. 1 3,5 3,5 1.2 Ud Protoboard 1 5,15 5,15 1.3 Ud MCP2551: Hgh-Speed CAN Transceiver. 1 1,23 1,23 1.4 Ud FT232RL FTDI: USB a serie TTL. 1 3,5 3,5 1.5 Ud MB102: Módulo de alimentación. 1 3,76 3,76 1.6 Ud Resistencia 10kΩ 1/4W 1 0,13 0,13 1.7 Ud Resistencia 100Ω 1/4W 1 0,15 0,15 1.8 Ud Resistencia 22Ω 1/4W 1 0,02 0,02 1.9 Ud cable dupont Macho-Macho 12 0,05 0,6 1.10 Ud ST-LINK V2: Programador para stm32 1 4,99 4,99 TOTAL CAPÍTULO 23,03€ 5 PRESUPUESTOS Capítulo 2. Circuito 1 Nº Descripción Cantidad Precio(€) importe(€) 2.1 Ud Blue pill: Placa de desarrollo. 1 3,5 3,5 2.2 Ud Protoboard 2 5,15 10,3 2.3 Ud MCP2551: Hgh-Speed CAN Transceiver. 1 1,23 1,23 2.4 Ud Módulo adaptador de nivel con 4 entradas y salidas. 2 0,8 1,6 2.5 Ud LM317T 4 0,8 3,76 2.6 Ud Disipador aluminio 32x12x30mm 4 0,73 2,92 2.7 Ud condensador cerámico 0,1uF 4 0,07 0,28 2.8 Ud Condensador electrolítico 1uF 4 0,27 1,08 2.9 Ud potenciómetro 10kΩ 4 1,91 7,64 2.10 Ud Resistencia 510Ω 1/4W 4 0,09 0,36 2.11 Ud Resistencia 10kΩ 1/4W 1 0,13 0,13 2.12 Ud Resistencia 100Ω 1/4W 1 0,15 0,15 2.13 Ud Resistencia 22Ω 1/4W 1 0,02 0,02 2.14 Ud cable dupont Macho-Macho 30 0,05 1,5 2.15 Ud 1m de cable UL1571: Cable para las conexiones en la protoboard. 1 0,86 0,86 TOTAL CAPÍTULO 35,33€ 6 PRESUPUESTOS Capítulo 3. Brazo robótico Nº Descripción Cantidad Precio(€) importe(€) 3.1 Ud Plástico para brazo robótico (150g) 1 3 3 3.2 Ud cables para servomotores de 50cm 6 0,4 2,4 3.3 Ud servo HDKJ D3615 1 8 8 3.4 Ud servo MG996R - Tower pro 2 5 10 3.5 Ud servo MG90S - Tower pro 2 2,67 5,34 3.6 Ud servo SG90 1 1,44 1,44 3.7 Ud Tornillo M4x20 7 0,09 0,63 3.8 Ud Tuerca M4x20 10 0,05 0,5 3.9 Ud Arandela M4x20 3 0,04 0,12 TOTAL CAPÍTULO 31,43€