Un equipo de ingenieros en mecatrónica de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería campus Zacatecas (UPIIZ), del Instituto Politécnico Nacional (IPN), ganó el tercer lugar nacional del premio al mejor trabajo escrito para titulación de nivel licenciatura 2017, en la categoría de ciencias físico matemáticas. El grupo analizó la cinemática directa e inversa y la dinámica de un robot paralelo tipo delta para posteriormente diseñarlo y construirlo.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el maestro en ciencias Omar Désiga Orenday, profesor investigador de la UPIIZ y asesor principal del trabajo, informó que en el concurso participaron 135 proyectos seleccionados de manera interna en cada unidad del instituto del país, de acuerdo con tres áreas del conocimiento: ciencias físico matemáticas (incluidas ingenierías), médico biológicas y sociales administrativas.

El también jefe de los laboratorios de electrónica I y II de la UPIIZ señaló que, además del reconocimiento obtenido, las ventajas del trabajo es que se puede emplear en el área de divulgación de la UPIIZ, como en las clases de la carrera de mecatrónica a manera de caso de estudio con la finalidad de mostrar que los conocimientos adquiridos en el aula se pueden poner en práctica en los laboratorios de la institución.

Verifican funcionalidad antes de construir

–¿En qué consiste este proyecto?

–En el análisis, diseño y construcción de un robot paralelo tipo delta. Para lo primero tomamos información ya establecida, que 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 el que verificamos por medio de otro software su funcionalidad antes de construirlo.

–¿Qué evalúan en el concurso?

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

–¿Cuáles son las etapas que tiene este concurso?

–Primero se hace de manera interna. El comité evaluador de cada unidad del IPN en el país elige a un representante. Nuestro trabajo resultó ganador de la UPIIZ. Posteriormente, los proyectos son enviados a Ciudad de México al comité nacional que selecciona a los tres primeros lugares de cada categoría.

–¿Cuándo se hizo el robot?

Estos robots tienen como función básica recoger y mover, además utilizan menos energía que otras máquinasFoto cortesía del IPN

–Fue concluido en junio de 2016; sin embargo, como es requisito del concurso que las tesis participantes sean de ex alumnos titulados, entró en la edición del premio al mejor trabajo escrito para titulación de nivel licenciatura 2017.

–¿Qué hace este robot?

–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 XY) por lo que sus movimientos son muy rápidos, incluso más que los de los humanoides. Al estar equitativamente separada una articulación de la otra, la fuerza que actúa hace que gasten menos energía y que el peso que cargan se distribuya entre los tres motores que lo componen.

–¿Cuál es la diferencia entre un robot paralelo y uno serial?

–En los robots seriales la articulación que soporta el peso 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 mover. En los robots paralelos se distribuye el peso, en el caso del delta entre tres actuadores, lo que hace que se muevan muy rápido.

Prototipo escalable

–¿El robot es escalable?

–Sí, de hecho, el trabajo realizado consistió en analizar todas las variables que intervienen en el diseño para luego pasar a la construcción. Con las herramientas que se generaron tendríamos la posibilidad 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 repetir otro igual.

–¿Cuál es el plan a futuro sobre este robot?

–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, trabajamos en la segunda parte del proyecto, que es guiarlo por medio de visión (cámaras). Quizá haya muchos robots actualmente que utilicen esta parte y sean guiados de esa manera, pero no siempre tenemos acceso a ellos porque son altamente costosos. En cambio, con estos 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 científca o insertarse de manera prácticamente inmediata al ámbito laboral.

El equipo que desarrolló este trabajo está integrado por Omar Désiga Orenday, director; Jorge Talavera Otero y Miguel Fernando Delgado Pámanes, codirectores, así como Rubén de Jesús Murillo Olvera y Mario Jaramillo Márquez, entonces alumnos de la unidad.