Desarrollo experimental de manipuladores livianos con un ciclo de diseño mejorado que aprovecha componentes de brazos robóticos estándar

El creciente mercado de robots livianos inspira nuevos casos de uso, como manipuladores colaborativos para la automatización centrada en el ser humano. Sin embargo, la adopción generalizada enfrenta obstáculos debido a los altos costos de I+D y ciclos de diseño prolongados, aunque los avances rápidos en ingeniería mecatrónica han reducido efectivamente el espacio de diseño a componentes robóticos asequibles, convirtiendo el desarrollo de robots livianos en un desafío de selección e integración de componentes. Reconociendo esta transformación, demostramos un marco práctico para diseñar manipuladores industriales livianos utilizando un estudio de caso de un prototipo de cobot desarrollado localmente con 5 Grados de Libertad (DOF). Nuestro marco incorpora sensores, actuadores, engranajes y enlaces estándar para el Diseño para Fabricación y Ensamblaje (DFMA), junto con un prototipado virtual completo. El tiempo de ciclo de diseño se reduce en aproximadamente un 40% a costa de que el rendimiento en tiempo real del cobot se desvíe dentro del 2.5% de la métrica objetivo. Nuestro prototipo físico, que tiene una repetibilidad de 0.05 mm calculada según el procedimiento definido en ISO 9283:1998, valida la naturaleza rentable del marco para crear manipuladores livianos, beneficiando a startups robóticas, organizaciones de I+D e institutos educativos sin acceso a configuraciones de fabricación costosas.