Desarrollo de un gripper de herramienta intercambiable para la construcción y pre inspección del clavado en pallets europeos según la norma DIN EN 13698-1 usando un robot de 6 grados de libertad

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo diseñar un gripper (herramienta que se acopla a un robot industrial), cuya función será armar un pallet de estilo europeo. Para ello, se eligieron materiales disponibles en el mercado con una rigidez aceptable y se dimensionó el gripper de manera que los puntos de apoyo más críticos utilicen los materiales más rígidos. El diseño del gripper se realizó en los softwares AutoCAD, Inventor y SolidWorks, diseñando las piezas de acuerdo con los materiales disponibles en el mercado, evitando así tener que mandar a fabricar una pieza. Para verificar que el gripper tenga una construcción sólida, robusta y libre de fallas estructurales como fracturas, se realizó un estudio en el software Ansys Mechanical para analizar los esfuerzos aplicados a los subensambles del gripper. Los resultados indican que los materiales seleccionados son aptos para el trabajo que se llevará a cabo, por lo que no presenta fallas estructurales al momento de realizar el armado del pallet. En cuanto a la selección de ventosas, se tomó en cuenta su material de fabricación y se realizaron cálculos para determinar el diámetro adecuado, considerando la capacidad de aspiración del eyector de vacío seleccionado y teniendo en cuenta las características físicas de las piezas a levantar. Finalmente, las pruebas realizadas junto con el sensor inductivo demuestran que el gripper arma el pallet de acuerdo con las recomendaciones de clavado que ofrece la norma, gracias al sensado de los clavos durante el proceso.

The purpose of this work is to design a gripper (a tool which is attached to an industrial robot) whose function will be to assemble a European-style pallet; for this purpose, materials present in the market with acceptable rigidity were chosen and the gripper was sized so that the most critical support points are the most rigid materials. The gripper design was carried out in AutoCAD Inventor and Solidworks software, designing the parts according to the materials found on the market, thus avoiding having to order a part to be manufactured. To verify that the gripper has a solid, robust construction and is free of structural failures such as cracks, a study was carried out using the Ansys Mechanical software to verify the stresses applied to the gripper subassemblies. The results indicate that the selected materials are suitable for the work to be performed, so there are no structural failures when assembling the pallet. Regarding the selection of suction cups, their manufacturing material was taken into account and calculations were made to determine the appropriate diameter, considering the suction capacity of the selected vacuum ejector and taking into account the physical characteristics of the pieces to be lifted. Finally, the tests carried out together with the inductive sensor demonstrate that the gripper assembles the pallet with the nailing recommendations offered by the standard, due to the sensing of the nails in the process.