Desarrollo de una célula robotizada para prácticas de montaje flexible de componentes mecánicos

La enseñanza de la robótica en las universidades presenta desafíos significativos. Aunque los fundamentos teóricos son relativamente fáciles de impartir, obtener experiencia práctica puede ser complicado debido al elevado número de estudiantes y al tiempo limitado que cada uno tiene para interactuar con el robot. Dado que las restricciones financieras y espaciales dificultan la adquisición de múltiples unidades, es necesario encontrar soluciones que permitan que los recursos de enseñanza disponibles sean lo más accesibles y eficientes posible. En un contexto donde la automatización y la demanda de ingenieros capacitados en robótica industrial están en aumento, resulta fundamental que los estudiantes de ingeniería adquieran conocimientos prácticos en programación de robots industriales. Con el objetivo de responder a esta necesidad, este proyecto presenta el desarrollo de una célula robotizada con un robot de cuatro grados de libertad con posicionamiento horizontal (Selective Compliant Articulated Robot Arm) (SCARA) y su gemelo digital con fines educativos, diseñada para el Laboratorio de Fabricación de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (ETSII). La célula está concebida para permitir la realización de distintos montajes mecánicos, ideales para que los estudiantes aprendan los movimientos más relevantes. Para compensar la falta de tiempo y espacio físico, los alumnos realizarán la programación en un entorno digital (Blender) y cargarán su programa en la célula para su validación final. Este trabajo detalla el proceso completo de diseño de la célula y su gemelo digital que incluye el diseño del circuito eléctrico y de los componentes de seguridad en conformidad con la normativa actual, el diseño de los componentes de los montajes, de las garras y del utillaje y también la programación del gemelo digital y su comunicación con la célula. ABSTRACT The process of teaching robotics in technical institutions is fairly complicated. While the theoretical basics are fairly easy to teach, hands on experience can be difficult to obtain due to the large number of students and the limited amount of time the individual student is allowed to have with the robot. Since financial and spacial constraints make buying multiple units for teaching difficult, solutions must be found to make the limited teaching resources of universities and technical institutions as widely and readily accessible as possible. Gaining practical knowledge in industrial robot programming has never been more important for engineering students given the current context of automation and the increase in demand for engineers with knowledge in industrial robotics. In order to achieve these objectives, this project presents the development of a SCARA robot cell and its digital twin designed specifically for educational purposes within the manufacturing laboratory in the ETSII. The cell is designed to allow the realization of multiple types of mechanical assemblies ideal for teaching students all of the most important movements, in order to offset the lack of space and time, the students will do the programming in a digital environment (Blender) and load their program into the cell for final validation. This projects presents the design process of this cell and its digital twin, this includes design of the electrical circuit and safety elements acording to current regulations, of the parts that are to be asembled, the gripper and the tooling as well as programing of the digital twin and its comunication with the cell.