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Los capítulos 3, 4 y 5 están sujetos a confidencialidad por el autor. 136 p., El objetivo de este trabajo es desarrollar un dispositivo para entrenar el equilibrio y movimiento del tronco durante la etapa temprana de rehabilitación en pacientes que han sufrido un ictus. Este dispositivo se encuentra acoplado a un bipedestador y se basa en un manipulador continuo paralelo donde una mochila es desplazada por cuatro brazos flexibles accionados por motores rotativos, logrando la traslación y rotación requerida en el tronco para realizar un ejercicio determinado. Después de medir los requisitos cinemáticos, se ha desarrollado un modelo del mecanismo para diseñar el sistema. Se ha construido el prototipo y se ha realizado una validación experimental preliminar donde la mochila realiza una rotación alrededor del eje anteroposterior, medio lateral y longitudinal.

In this study, the novel mobile dynamometric platform, OREKA, was utilized to perform an extensive analysis of the centre of pressure behaviour during different tilt motion exercises. This platform is based on a parallel manipulator mechanism and can perform rotations around both horizontal axes and a vertical translation. A group of participants took part in an experimental campaign involving the completion of a set of exercises. The aim was to evaluate the platform’s potential practical application and investigate the impact of visual on-screen feedback on centre of pressure motion through multiple balance indicators. The use of the OREKA platform enables the study of the impact on a user’s balance control behaviour under different rotational perturbations, depending on the availability of real-time visual feedback on a screen. Furthermore, it presented data identifying postural control variations among clinically healthy individuals. These findings are fundamental to comprehending the dynamics of body balance. Further investigation is needed to explore these initial findings and fully unlock the potential of the OREKA platform for balance assessment methodologies.

202 p., El objeto de este trabajo es desarrollar una metodología integral de diseño mecatrónico de mecanismos paralelos tipo compliant, es decir, cuyo movimiento se consigue gracias a la deformación de determinados puntos del mecanismo y no por el uso de juntas cinemáticas tradicionales. Dicho procedimiento aborda el estudio cinemático, y dinámico de los mecanismos, el diseño estructural de las juntas y el conjunto del mecanismo, así como el diseño mecatrónico. La metodología ha sido aplicada al desarrollo de un prototipo basado en una cinemática compliant 3PRS cuyo fin es servir de etapa de posicionamiento para una máquina de microfresado de lentes.

Compliant mechanisms are widely used for instrumentation and measuring devices for their precision and high bandwidth. In this paper, the mechatronic model of a compliant 3PRS parallel manipulator is developed, integrating the inverse and direct kinematics, the inverse dynamic problem of the manipulator and the dynamics of the actuators and the control. The kinematic problem is solved, assuming a pseudo-rigid model for the deflection in the compliant revolute and spherical joints. The inverse dynamic problem is solved, using the Principle of Energy Equivalence. The mechatronic model allows the prediction of the bandwidth of the manipulator motion in the 3 degrees of freedom for a given control and set of actuators, helping in the design of the optimum solution. A prototype is built and validated, comparing experimental signals with the ones from the model.

Actualmente en el departamento de I+D de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao se está desarrollando un chaleco motorizado cuyo objetivo es ayudar a la realización de ejercicios de recuperación de movimiento a pacientes que han sufrido un ictus, más específicamente los movimientos en los que participa el torso. A raíz de este proyecto, surge la necesidad de crear una estructura, que simule el funcionamiento de un bipedestador, para poder realizar las pruebas del chaleco y de esta manera asegurar el correcto funcionamiento del producto. Este trabajo presenta el diseño y posteriormente la fabricación de una estructura de bipedestación, cuyo fin será mantener a una persona en posición vertical. Especialmente diseñado para pacientes que sufren de pérdida parcial de movilidad. La estructura será fabricada con perfiles cuadrados de aluminio y plástico de impresión 3D., Gaur egun Bilboko Ingeniaritzako Goiko Eskola I+D-etako departamentuan garatzen ari da txaleko motorizatuta bat, zeinen helburua iktusa sufritu duten pazienteentzako mugimendu errekuperazio ariketa errealizazioari laguntzea den, espezifikokiago gorputz-enborrak parte hartzen duen mugimenduak. Proiektu honen ondorioz, agertzen da txalekoko probak egin ahal izateko egitura, bipedestador bateko funtz ionamenduaren alegia egiten duena, produktuaren funtzionamendu zuzena honela ziurtatzeko. Lan honek diseinua aurkezten du eta geroago bipedestacion-etako egiturako fabrikazioa, zeinen helburua pertsona bat posizio bertikalean mantentzea izango den. Bereziki higikortasuneko galera partzialeko gaitza duten pazienteentzat diseinatuta. Egitura egingo da aluminioko profil karratuekin eta 3D inprimatze plastikoarekin., Currently the R&D department of the Higher Technical School of Engineering of Bilbao is developing a motorized vest whose purpose is to help in the execution of movement recovery exercises to patients who have suffered a brain stroke, more specifically for the movements in which the upper torso participates. As a result of this project, the need arises to create a structure, which simulates the behaviour of a standing frame, to be able to carry out the tests of the vest and in this way to assure the correct behaviour of the product. This work presents the design and later the fabrication of a standing structure, whose purpose will be to keep a person upright. Especially designed for patients suffering from partial loss of mobility. The structure will be manufactured with square aluminium profiles and 3D printing plastic.

El objetivo de este trabajo es diseñar y llevar a cabo un programa capaz de simular el movimiento espacial de un rodamiento con el objeto de facilitar la asimilación y el entendimiento de conceptos importantes relacionados con la cinemática espacial. Para poder realizar este programa, se ha utilizado Matlab. Una vez terminado el programa, el alumno podrá observar el movimiento del rodamiento en 3D y calcular, a su vez, las velocidades., Proiektu honen helburua errodamenduen mugimendu espaziala simulatzeko gai den programa baten diseinua eta programazioa egitea da, zinematika espazialarekin zerikusia duten aldagai garrantzitsuen ulermena errazten duelarik. Programa sortzeko Matlab erabili da. Behin programa bukatua egonik, ikasleak errodamenduen mugimendua hiru dimentsiotan ikusi ahal izango du, bai eta abiadurak kalkulatu., The aim of this project is to create a program able to simulate the spacial movement of bearings, allowing an easier assimilation of important kinematical concepts. Matlab has been used to develop the program. Once the program is finished, the student will be able to witness the movement of the bearing in 3D as well as calculate the velocities.

[ES]En este documento se presenta un proyecto que consiste en el diseño y la fabricación de un conjunto de cuatro barras flexibles para un sistema de rehabilitación del torso. Se utilizará para transmitir los esfuerzos necesarios para la rehabilitación del paciente desde un motor rotativo a un chaleco, que será el encargado de realizar los movimientos que se requieran. Para ello, se diseñará el conjunto en el programa SolidWorks, para su posterior fabricación mediante una impresora 3D. Se comprobará que las cuatro barras permanecen en todo momento paralelas y se realizará unos ensayos sometiendo al conjunto a una deformación de flexión. Más tarde, se comprobará el resultado de estos ensayos comparándolo un modelo matemático de MATLAB., [EN]This document presents a project based on the design and manufacture of a combination of four flexible bars for a chest rehabilitation mechanism. This device will be used to connect and transmit the necessary efforts from a rotating motor to a vest holding the patient which will be making the required movements to improve the rehabilitation process. In order to accomplish this, the parts that need to be manufactured will be designed in SolidWorks for its later 3D printing. Once the prototype is assembled, we will check whether the four bars remain parallel at all times and some tests will be made subjecting the combination of bars to a flexion deformation. Afterwards, the test results will be compared to a mathematical model in MATLAB., [EU]Dokumentu honetan gorputz-enborrerako errehabilitazio sistema baterako lau malgu barren multzoen diseinu eta fabrikazioa aurkezten da. Hauek esfortzuak motor birakari batetik txaleko batera transmititzeko erabiliko dira. Txalekoak behar diren mugimenduak egingo ditu.Hori lortzeko, fabrikatu behar diren piezak Solidworks-en diseinatuko dira gero 3D inprimatzaile batean fabrikatzeko ahal izateko.. Gero , barrak beti paraleloak mantentzen badira konprobatu egingo da eta barrak flexio deformazio batera ezartzen entsegu batzuk egingo dira. Ondoren, entsegu hauen emaitzak konprobatuko egingo dira MATLAB-ean modelo matematikoarekin konparatuz.

El presente proyecto enmarca la investigación sobre el análisis y desarrollo de un mecanismo que conforma el movimiento de un manipulador o de un robot tipo “compliant”, no desarrollado hasta la fecha. El proyecto expuesto es una memoria del desarrollo de una idea o prototipo que cubre el modelado teórico de un equipo, el cual también aporta una nueva solución a las técnicas utilizadas en el ámbito de la ingeniería. Se trata de una nueva tipología de robot basada en la deformación de 2 barras rígidas, las cuales dotan de una cierta libertad de movimiento al cabezal o punto de unión de las mismas. En el documento se recogen los aspectos dinámicos y cinemáticos que determinan el comportamiento mecánico del mecanismo, así como su dimensionamiento, el material con el que está fabricado y el área de trabajo que puede abarcar. También se analizan los posibles errores de cálculo que se cometen y cómo minimizarlos. Finalmente, se ofrece una alternativa al robot, en función del material por el cual se conforma, y se plantea una posible aplicación en la sociedad actual. Idioma: Castellano, Proiektu honek, gaur egun garatu barik dagoen robot “betearazlearen” mugimendua osatzen duten mekanismoaren analisia eta gara pena aztertzen du. Lan hau modelizazio teoriko baten ideia edo ereduaren garapenaren memoria da eta baita ere, ingeniaritza arloan erabiltzen diren teknikei konponbide berriak eskaintzeko balio du. Robot mota berri bat da itxuragabetzean dauden 2 barra zur run oinarritzat hartuta, eta aldi berean, barren buruan zein elkartasun puntuan mugimendurako askatasuna duena. Dokumentuan, mekanismoaren jarrera mekanikoa zehazten dituen alderdi dinamikoak zein zinematikoak biltzen dira, eta baita bere hedadura, ze materialaz fabrikatu dan eta lan eremua zehazten dira. Lanean zehar, agertu ahal diren kalkulu akatsak aztertzen dira eta horiek nola minimizatu ahal diren azaltzen dut. Amaitzeko, materialaren arabera robotaren alternatiba bat proposatzen da eta gizartean nola aplikatu ahal den azaltzen dut., The present project frames the investigation on the analysis and development of a mechanism that forms the movement of a “compliant” robot, not developed to date. The exposed project is a memory of the development of an idea or prototype that covers the theoretical modeling of a team, which also provides a new solution to the techniques used in the field of engineering. It is a new type of robot based on the deformation of 2 rigid bars that provide a certain freedom of movement to the head or junction point of them. The document includes the dynamic and kinematic aspects that determines the mechanical behavior of the mechanism, as well as its dimensioning, the material with which it is manufactured and the work area it can cover. We also analyze the possible mistakes of calculation that area committed and how to minimize them. Finally, an alternative to the robot is offered, depending on the material for which it is made, and a possible application in current society is proposed.

The aim of this work is to develop a mechatronic model for servodrives that move a compliant load, which is the case of large heavy machine tools. The model integrates the dynamics of the motor, transmission chain and compliant load as well as the dynamics of the control and is used to calculate the maximum overshoot in the load when it reaches the commanded final position as a function of the feed speed and the programmed jerk in the velocity profile. This overshoot must be, in applications as machining, always minimized. The result is a graph that indicates the region of safe values of jerk, where a given overshoot is never surpassed, but also there are several regions where much higher jerk values can be programmed with minimal overshoot. The location of these areas depending on the feed speed and the load natural frequency has been shown for a square sine profile. These optimal values of the jerk have been experimentally validated.

Conference Paper presented at The Joint International Conference of the XII International Conference on Mechanisms and Mechanical Transmissions (MTM) and the XXIII International Conference on Robotics (Robotics ’16), In the field of parallel kinematics few designs use highly deformable elements to obtain the end effector movement. Most compliant mechanisms rely on notches or shape changes to simulate a standard kinematic joint. In this work a kinematic model of a simple parallel continuum mechanism that combines a deformable element and cable is presented. The kinematic model is used to study the workspace of the manipulator and is validated by experimental measurements of a prototype.

High performance position control in machine tools can only be achieved modelling the dynamic behavior of the mechatronic system composed by the motor, transmission and control during the design stage. In this work, a complex analytical model of a ball screw drive is presented and integrated in a mechatronic model of the actuator to predict the dynamic behaviour and analyze the impact of each component of the transmission. First, a simple 2 degrees of freedom model is presented, and is analysis sets the basis for the development of a more complex model of several degrees of freedom, whose resulting fundamental transfer functions are represented using natural and modal coordinates. The modeling in modal coordinates carries a reduction of the transfer function that reduces computational work. The two models are compared and experimentally validated in time and frequency domain by means of experimental tests carried out on a specifically developed ball screw drive test bench

253 p., Debido al crecimiento en los últimos años de los sectores de energías renovables, ferrocarril, aviación,plataformas marinas, la energía de fusión en grandes plantas científicas, etc se ha requerido el desarrollode máquinas-herramienta de escala convencional y grande. Para dar servicio a dichos sectores se requierede máquina-herramienta como pueden ser prensas, tornos o fresadoras. La principal aportación de estatesis es el desarrollo de un modelo mecatrónico de 3 grados de libertad que integra la dinámica del motor,la cadena de transmisión del accionamiento, los elementos estructurales de la máquina herramienta y elcontrol en cascada, aportando la formulación completa del modelo, funciones de transferencia relevantesy obtención del amortiguamiento. El modelo ha sido sido simulado en Matlab/Simulink, obteniéndosecomo resultado que en general el elemento terminal de la estructura, donde se colocaría la herramienta,sufre un desplazamiento distinto al que se experimenta al final del accionamiento. El modelo permitecomprobar si un diseño de accionamiento y estructura determinado es capaz de lograr unos requisitos demovimiento predefinidos, es decir, alcanzar una posición dada siguiendo un perfil de movimiento conuna velocidad de avance, aceleración y jerk determinados. El análisis se ha validado experimentalmentesimulando la flexibilidad de una máquina-herramienta en un banco de ensayos con una masa situadasobre dos placas finas en voladizo sujetas a la mesa de un accionamiento husillo a bolas y control Fagor8035 situado en el taller de Máquina Herramienta del Departamento de Ingeniería Mecánica de laUPV/EHU.

[ES]El Departamento de Ingeniería Mecánica de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao mantiene una línea de investigación en torno a los robots flexibles. El objetivo de este proyecto es planificar la trayectoria de la garra de dichos robots de tal manera que las vibraciones mecánicas que se generen sean mínimas. Para ello se ha desarrollado un programa en el cual, mediante series de Fourier y ciertas condiciones impuestas, se obtienen la trayectoria y los perfiles de velocidad, aceleración y sobreaceleración a implementar en el robot. Finalmente, se han analizado las ventajas de la solución propuesta frente a otras posibles soluciones., [EU]Bilboko Ingeniaritza Goi Eskola Teknikoko Ingeniaritza Mekanikoko sailak ikerkuntza lerro bat du errobot malguei buruz. Proiektu honen helburua errobot horien erpearen ibilbidea planifikatzea da, sortzen diren bibrazio mekanikoak minimoak izan daitezen. Horretarako programa bat garatu da, zeinetan Fourier serieen bidez eta baldintza batzuk ezarriz, errobotan inplementatu beharreko ibilbidea eta abiadura, azelerazio eta gainazelerazio profilak lortzen diren. Bukatzeko, proposatutako soluzioaren abantailak aztertu dira beste soluzio posibleen aurrean., [EN]The department of Mechanical Engineering at the Faculty of Engineering of the University of the Basque Country is involved in a line of research focused on compliant robots. The aim of this project is to plan the path of the claw of a compliant robot in order to reduce the mechanical vibrations. To this end, a program has been developed in which, through Fourier series and certain imposed conditions, the trajectory and the velocity, acceleration and jerk profiles are obtained, to be later implemented in the robot. Finally, the advantages of the proposed solution compared to other possible solutions have been analyzed.

[ES]El objetivo de este proyecto es implementar y diseñar una interfaz gráfica de usuario intuitiva y fácil de usar para representar y calcular las diversas trayectorias ejecutables con un manipulador flexible. Para ello, el programa ofrecerá dos sistemas de cálculo en función de dos orígenes de coordenadas distintos. Además, se hará uso de dos modelos de trayectorias: definidas punto por punto y periódicas. Por un lado, en el campo de las trayectorias punto por punto, se incluirán la trayectoria con velocidad triangular, con velocidad trapezoidal, con aceleración trapezoidal y con Splines cúbico, quíntico y de orden siete. Por otro lado, en las trayectorias periódicas se estudiará la trayectoria de perfil senoidal. Al mismo tiempo, el programa ofrecerá la opción de filtrar la señal de forma que eliminará las frecuencias fuera del rango de solicitado por el propio usuario. Dicha programación se realizará mediante MatLab, un programa con un lenguaje de cálculo técnico de alto nivel y un entorno interactivo para el desarrollo de algoritmos y la visualización y análisis tanto de datos como de gráficos. Una vez el programa esté terminado, el ingeniero podrá pre-visualizar, calcular y controlar las respuestas de los sistemas para así reducir posibles costes iniciales de diseños erróneos, así como realizar diversos ensayos y pruebas de resistencia con el manipulador en cuestión., [EU]Proiektu honen helburua interfaze grafikoaren diseinu erraz eta intuitiboa aurkeztea da, manipuladore malgu batekin exekutatu daitezkeen ibilbide ezberdinak kalkulatu eta grafikoki irudikatzea ahalbidetuz. Horretarako, programak bi eredu aurkeztuko ditu: puntuka definitutako ibilbideak eta ibilbide periodikoak. Lehendabiziko eredu motak, abiadura triangeluarra, abiadura trapezoidala, azelerazio trapezoidala eta Spline 3, 5 eta 7 aukerak emango ditu. Bigarrenak ordea, ibilbide sinusoidala irudikatzea eta kalkulatzea ahalbidetuko du. Bide batez, programak ere manipuladoreari bidaliko zaion seinalea iragazteko aukera aurkeztuko du. Aukera honekin erabiltzaileak hautatutako bi maiztasunen artean ez dauden seinaleak ezabatzea lortzen da. Aipatutako programazio eta diseinua MatLab bidez burutuko da, maila altuko kalkulu lengoaia teknikoa duen eta ingurune interaktibo zabala barneratzen duen programa, grafiko zein datuen eta algoritmoen irudikapenerako eta analisirako aproposa. Behin programazioa eginda, manipuladorearen erantzunak aurreikusi, kalkulatu eta kudeatu ahal izango ditu ingeniariak behin behineko diseinuen akatsek sortarazten dituzten kostuak murrizteko asmoz. Horrez gain, manipuladorearekin entsegu ezberdinak egin ahal izango dira, erresistentzia saiakuntzak besteak beste., [EN]The purpose of this project is to design an easy to handle graphical user interface (GUI) to represent and calculate the different paths that can be executed with a soft robot. This path planning will be carried out by using two models: trayectory defined point by point and periodic trayectory. On the one hand, the first model involves triangular velocity, trapezoidal velocity, trapezoidal acceleration and Spline 3, 5 and 7. On the other hand, the second model can be used in order to calculate a sinusoidal trayectory. In fact, the program will also be able to filter the signal according to the frecuency limits established by the user. This programming and design of the graphical user interface will be made with MatLab, a program with a high level technical computing language and an interactive environment for algorithm development and visualization and analysis of both data and graphics. Once the program is finished, the engineer will be able to pre-display, calculate and keep an eye on system responses in order to cheapen possible initial costs of erroneous designs, as well as to carry out different tests (resistance testing, fatigue testing…) with the soft robot.

287 p.

[ES]El objetivo de este proyecto es analizar la Norma ISO 15066 sobre robots colaborativos para el diseño correcto y seguro de un manipulador flexible. El proyecto aparece dada la necesidad de solventar los problemas de seguridad que podrían surgir en la implementación y uso de un robot colaborativo. Para ello, se deberá de analizar el comportamiento de un robot colaborativo así como las medidas de seguridad y condiciones de protección necesarias para asegurar la integridad del ser humano que trabaje con él., [EU]Proiektu honen helburua, diseinu egoki eta segurua den maneiagailu malgu baterako ISO 15066 Norma, errobot kolaboratzaileen inguruan, analizatzea da. Proiektu hau agertzen da kontuan izanda errobot kolaboratzaileen ezarpen eta erabileran gertatu ahal diren segurtasun arazoei aurre egiteko. Horretarako, errobot kolaboratzaile baten jarrera zehaztu beharko da. Baita ere, hartu ahal diren babesak eta segurtasun neurriak gizaki baten segurtasuna bermatu ahal izateko., [EN]The purpose of this project is to analyse the Norm ISO 15066 on collaborative robots for the design of a correct and secure flexible manipulator. The project arises due to the necessity of working out the problems of security that could appear in the implementation and use of collaborative robots. For this reason, there is the need to analyse the behaviour of a collaborative robot as well as the security measures and protective conditions necessary to secure the integrity of human beings that work with it.

[EU]Proiektu honen helburua, errodamendu ezberdinen mugimendua simulatzeko eta zinematika espazialaren kontzeptua ulertzeko, erraza den erabiltzaile interfaze grafiko baten programazioa eta diseinua burutzea da, bigarren mailako Mekanika ikasgaian ematen diren zinematika espazialeko ezagutzak hobetu ulertu eta aztertu ahal izateko. Horretarako, hurrengo hiru errodamendu mota aukeratu dira: boladun errodamendu zilindrikoa, errodilodun errodamendu zilindrioa eta errodilodun errodamendu konikoa. Programa hau burutu ahal izateko, MatLab erabili da, maila handiko kalkulu lengoai teknikoa duen eta ingurune iteraktibo zabala barneratzen duen programa, grafiko edota datuen eta algoritmoen irudikapenerako eta analisirako aproposa dena. Behin programazioa amaituta egonda, ikasleak errodamendu ezberdinen mugimenduak ikusi eta haien abiadurak kalkulatzea posible izango du., [ES]El objetivo de este proyecto es crear y programar una interfaz gráfica de fácil manejo, con objeto de comprender y estudiar de una forma interactiva y adecuada los conocimientos de cinemática espacial impartidos en segundo curso en la asignatura de Mecánica. Para ello, se han elegido tres tipos de rodamientos: un rodamiento cilíndrico de bolas, un rodamiento cilíndrico de rodillos y por último, un rodamiento cónico de rodillos. Para poder realizar este programa, se ha utilizado MatLab, un programa de nivel alto en cálculo técnico y que analiza un entorno interactivo amplio, el cual es adecuado para dibujar y analizar graficos y algoritmos. Una vez haya concluido la programación, el alumno podrá ver los movimientos de los diferentes rodamientos y podrá calcular sus velocidades., [EN]The aim of this project is to simulate the movement of different bearings and to understand the concept of spatial kinematics, making it easy to program and design a graphical user interface to understand and analyze the spatial kinematics in the subject of secondary mechanics. The following three types of bearings have been selected for this objective: cylindrical ball bearings, cylindrical roller bearings and conical rollers. MatLab has been used in order to carry out this project, which it has a highly detailed, calculative and technical language with a wide range of interactive environments that is ideal for the representation and analysis of programs, graphs or data and algorithms. Once the programming is finished, the student can see the movements of different bearings and calculate their speeds.

[ES]El presente proyecto tiene como objetivo principal el diseño de un banco de ensayos con accionamiento de tipo husillo de bolas que sea capaz de simular los diferentes comportamientos o fenómenos (vibraciones, esfuerzos…) que sufrirán diversos sistemas mecánicos formados por accionamiento, estructura soporte y cuerpo móvil. El proceso de diseño, está constituido en tres etapas: En una primera fase, se han analizado las especificaciones a cumplir y en base a ellas se han hecho unas primeras investigaciones sobre las diferentes alternativas de diseño, de los materiales y elementos de máquinas. Seguidamente, se han estudiado las ventajas y desventajas de posibles diseños y se ha seleccionado el diseño definitivo teniendo en cuenta los costes y la funcionalidad. Además, se ha planteado el cálculo y ensamblaje de los diferentes elementos de máquinas que componen el banco de ensayos, utilizando para ello, el software de diseño SolidWorks. En último lugar, se ha diseñado un muelle a torsión, cuya función es similar a la de un acoplamiento flexible, pero permite una mayor flexibilidad tanto en la unión entre ejes como en el funcionamiento del sistema, reduciendo el riesgo de fatiga y dotando al sistema de la capacidad de introducir un par torsional capaz de simular diferentes situaciones reales de funcionamiento. Todo ello, se ha llevado a cabo empleando el programa de diseño SolidWorks. Además, se ha verificado la integridad estructural de dicho muelle a torsión por medio del software de elementos finitos ANSYS Workbench., [EN]This project is bound to describe the design process of a bench testing for actuations mechatronics. In other words, its aim is to model the behavior that some bodies will have when they are under different actuations. According to the design phases: Firstly, the main objectives are going to be analyzed and based on them there are going to be done first researches about material, machine elements and design alternatives. Then, comparing the advantages and disadvantages of each design, one design will be chosen keeping it in mind the cost and functionality. In addition, the calculation and correct assembly of the different machine elements that compose the test bench are proposed, using the SolidWorks design program. Finally, a torsion spring will be designed to improve the operation of the system, using the SolidWorks design software and the finite element software ANSYS., [EU]Proiektu honen helburu nagusia, akzionamendu batez, euskarri egitura batez eta gorputz mugikor batez osaturiko sistema mekaniko batek dituen portaera ezberdinak (bibrazio zein esfortzu aldetik) simulatuko dituen ardatz boladun akzionamendua duen saiakuntza banku baten diseinua egitea da. Diseinuan, zenbait fase bereiz daitezke: Lehenik eta behin, betebeharreko funtzioak aztertu egin dira eta hauek kontuan izanik, hasierako azterketa batzuk egin dira bai materialari, bai makinen osagaiei baita diseinu aukera ezberdinei dagokienez ere. Bigarrenik, posible diren diseinu ezberdinen abantailak eta desabantailak aztertu dira eta bukaerako diseinu bat aukeratu da, kostuak eta funtzionalitatea kontuan harturik. Gainera, saiakuntza bankua osatzen duten makina osagai ezberdinen kalkulua eta muntai egokia planteatu da, horretarako SolidWorks diseinu programaz baliatuz. Bukatzeko, tortsiora lan egingo duen malguki bat diseinatu da, malgutasun handiagoa emanez sistemari baita tortsio pare ezberdinak ezarriz sisteman. Horretarako, SolidWorks diseinu programa erabili da. Horrez gain, tortsio malgukiaren osotasun estrukturala bermatzeko asmoz, elementu finituetako ANSYS Workbench softwarea erabiliko da.

[ES]En este proyecto se van a estudiar las funciones de los robots colaborativos y medir las fuerzas generadas durante las distintas trayectorias realizadas por el prototipo del laboratorio con la finalidad de postprocesarlas y analizarlas después. Para este motivo, se instalará un sensor Kistler 9347C y mediante un software desarrollado por la plataforma LabVIEW se leerán y guardarán dichas fuerzas en un archivo de texto. Una vez realizado lo anterior, con otro software programado en MATLAB, el archivo se postprocesará aplicando varios filtros y conversiones. Por último, se buscará que los programas anteriormente mencionados sean fáciles de entender y ejecutar con el propósito de que cualquier usuario del laboratorio pueda usarlos., [EU]Proiektu honetan errobot kolaboratibo batek izan ditzakeen funtzionalitate desberdinak ulertu eta laborategiko prototipoak egindako ibilbide desberdinetan sortutako indarrak neurtu eta post-prozesatuko dira. Horretarako, kistler 9347C sentsore bar instalatuko da eta LabVIEW plataformaren bitartez garatutako software-arekin jasotako datuak irakurri eta testu fitxategi batean gordeko dira. Ondoren, MATLAB-en bitartez egindako beste programa baten bidez, fitxategi horri hainbat iragazki eta konbertsio aplikatuko zaizkio, post-prozesaketa osatzeko. Bukatzeko, egindako bi programak erabiltzeko eta ulertzeko errazak izatea bilatuko da, edozein erabiltzailek programa erabiltzeko aukera izan dezan., [EN]The aim of this project is to learn the functionality of the collaborative robots and to measure the forces generated during the movement of the flexible manipulator in order to post-process and analyze them. For that purpose, a dynamometric plate Kistler 9347C sensor will be installed and using the LabVIEW platform those measurements will be read and saved into a text file. Once all of the above is done, the text file will be post-processed with a program done by MATLab. As a final goal, all the programs done will be easy to understand so that any user could use them.

[ES]Los avances de la robótica en los últimos años han hecho posible automatizar diversas tareas, aumentando así la productividad y la seguridad en la industria, además de extenderse a nuevos campos como el de la medicina. Sin embargo, estos sistemas presentan varios inconvenientes como la dificultad para realizar trabajos colaborativos con personas, debido al riesgo que supondría. Por ello, inspirándose en elementos naturales como los tentáculos de los pulpos, se están desarrollando robots flexibles que suplen algunas de las carencias de los robots tradicionales. El objetivo de este trabajo es el análisis y la evaluación de varias técnicas para reducir las vibraciones originadas durante el movimiento de un manipulador paralelo flexible. Para ello se ha diseñado un modelo matemático simplificado del robot y su sistema de control mediante MATLAB y Simulink. Utilizando ese modelo como base se ha realizado la simulación del movimiento y la aceleración del elemento terminal para una determinada consigna de movimiento, además de probar la efectividad de los distintos métodos de control de vibraciones., [EN]The progress made in the field of robotics over the last few years has provided the means to automate several tasks, which has led to a vast productivity and security increase in industry, in addition spreading to other fields such as medicine. Nevertheless, these systems present some disadvantages, for instance, the difficulty to work in a cooperative manner with people, due to the risk involved in the procedure. For this reason, inspired by natural elements such as octopuses’ tentacles, soft robots are being developed in order to make up for the disadvantages of traditional robots. The objective of this paper is to analyze and evaluate several techniques to reduce the vibrations originated by the movement of a flexible parallel kinematic manipulator. In order to do this a simplified mathematical model of the robot and its control system has been designed with MATLAB and Simulink, which allows to simulate the displacement and accelerations on the terminal element, as well as to test the vibration control methods., [EU]Errobotikaren eremuan azken urteotan izan diren aurrerapenek baimendu dute hainbat lan automatizatzea, horrela industrian produktibitatea eta segurtasuna handituz eta beste sektore batzuetara zabalduz, medikuntza esate baterako. Hala ere sistema hauek desabantaila batzuk aurkezten dituzte, adibidez, gizakiekin batera lan egiteko zailtasunak, istripuren bat izateko arriskua dela eta. Errobot tradizionalen desabantaila batzuk konpontzeko errobot malguak diseinatzen hasi dira elementu naturaletan oinarrituta, adibidez olagarroen garroetan. Lan honen helburua da manipulatzaile paralelo baten mugimenduan zehar sortutako bibrazioak moteltzeko teknika ezberdinak aztertzea eta ebaluatzea. Horretarako errobotaren eta kontrol sistemaren modelo matematiko sinplifikatua eratu da MATLAB eta Simulink programak erabiliz. Modelo matematiko horretaz baliatuz elementu terminalaren mugimendua eta azelerazioa simula daitezke, eta bibrazioak kontrolatzeko metodoen eraginkortasuna frogatu daiteke ere.

[EU]Gradu amaierako lan honek Euskal Herriko baserritarrari kalitatezko jogurt natural eta lehiakorra ekoiztea ahalbidetuko dion makina baten diseinua burutzea du helburu nagusi. Proiektua Francisco Javier Campa Gómez, Ingeniaritza Mekanikoko Saileko tutorearen laguntzaz garatu da Bilboko Ingeniarien Goi Eskola Teknikoan. A.T.A. Tecnología Alimentaria S.L. enpresako kideen laguntza ere ezinbestekoa izan da proiektua aurrera eramateko. Hain zuzen ere, aipatu berri den enpresak komertzializatzen duen makina bat eredu hartuta diseinatu da aipatutako makina. Lehenik, azken diseinuak bete beharko dituen premiak zehaztuko dira, ondoren funtzio nagusia hainbat azpifuntziotan banatuko da eta bakoitza sakonki aztertu ondoren azpifuntzio guztiak azken diseinuari integratuko zaizkio. Amaitzeko, makinaren aurrekontua burutuko da., [ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo el diseño de una máquina que permitirá al baserritarra de Euskal Herria elaborar yogures naturales y competitivos de buena calidad. El proyecto se ha llevado a cabo con la ayuda del tutor del departamento de Mecánica, Francisco Javier Campa Gómez en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao. La colaboración de los miembros de la empresa A.T.A. Tecnología Alimentaria S.L. también ha sido primordial. Precisamente, se va a tomar como modelo una máquina que comercializa la empresa anteriormente mencionada y a partir de este modelo se va a desarrollar la maquina a diseñar. Primero, se definirán los requisitos que deberá cumplir el diseño, a continuación, la función principal será dividida en varias subfunciones, las cuales serán diseñadas y calculadas más a fondo, y finalmente los desarrollos de cada disciplina se integrarán en un conjunto global. Para concluir, se calculará el presupuesto de dicha máquina., [EN]The principal aim of this Bachelor Thesis is to design a machine which will allow the baserritarra of Euskal Herria to produce a natural and competitive yoghourt of good quality. The project has been developed with the help of Francisco Javier Campa Gómez, tutor from the Mechanical department in the Faculty of Engineering of Bilbao. The collaboration of technical members from the Company A.T.A. Tecnología Alimentaria S.L., has also been crucial for the evolution of the project. Actually, a marketed device by this company will be used as a model for designing the current machine. Firstly, basic requirements that the machine needs to fulfil will be defined, then, the main function of the machine will be separated in different subfunctions, and after a deeper design and calculation of each subfunction they will be integrated into a global set. To finish up, the budget for the final machine will be estimated.

In this paper, a procedure for the kinematic design of a 3-PRS compliant parallel manipulator of 3 degrees of freedom is proposed. First, under the assumption of small displacements, the solid body kinematics of the 3-PRS has been studied, performing a comprehensive analysis of the inverse and forward kinematic problem, and calculating the rotations that the revolute and spherical flexure joints must perform. Then, after defining some design requirements and therefore the necessary displacements to fulfill, a design process based on the finite element calculations has been stablished, giving the necessary guidelines to reach the optimal solution on a 3-PRS compliant mechanism. Also, a prototype has been tested, using a coordinate measuring machine to verify its dimensions and the resulting displacements in the end effector and the actuated joints. Finally, those measurements have been compared with the FEM and the rigid body kinematics predictions, contrasting the validity of those two modelling approaches for the kinematic design of compliant mechanisms.

In this work a mechatronic model was developed for a parallel Multi-Axial Simulation Table (MAST) mechanism. The dynamics of the mechanism was obtained using the principle of energy equivalence and Boltzmann–Hamel equations. In this way, the procedure to obtain the explicit dynamic equations is simplified and has the advantage of being systematic. Also, the actuators and the control were modeled and integrated to simulate and study the system’s positioning and torque. A remarkable contribution of this work is that the mechatronic model developed considers the mechanism as a disturbance to the actuators in a decoupled manner, allowing to easily evaluate alternative designs of whether the actuators, the mechanism or both. Additionally, the procedure taken has been validated with experimental data from an actual MAST prototype.

[ES]El objetivo de este proyecto es programar y diseñar una interfaz gráfica de usuario intuitiva y fácil de usar para representar y calcular las respuestas de diferentes accionamientos mecatrónicos. Para ello, se hará uso de los modelos de 1 o 2 grados de libertad de tres sistemas mecatrónicos: motor lineal eléctrico, motor de par o "torque motor" y husillo a bolas. Dicha programación y diseño de la interfaz de usuario se realizará mediante MatLab, un programa con un lenguaje de cálculo técnico de alto nivel y un entorno interactivo para el desarrollo de algoritmos y la visualización y análisis tanto de datos como de gráficos. Una vez el programa este terminado el ingeniero podrá pre visualizar, calcular y controlar las respuestas de los sistemas para así abaratar posibles costes iniciales de diseños erróneos., [EU]Proiektu honen helburua tresna makina mekatroniko ezberdinen erantzunak kalkulatzeko eta adierazteko erreza eta intuitiboa den erabiltzaile interfaze grafiko baten programazioa eta diseinua burutzea da. Horretarako, ondorengo hiru sistema mekatronikoen 1 edo 2 askatasun graduko modeloak erabiliko dira: Motor lineala, momentu motorra edo "torque motor" eta boladun torlojua. Aipatutako programazio eta diseinua MatLab-ekin burutuko da, maila handiko kalkulu lengoai teknikoa duen eta ingurune interaktibo zabala barneratzen duen programa, grafiko zein datuen eta algoritmoen irudikapenerako eta analisirako aproposa. Behin programazioa eginda dagoela, sistema hauen erantzunak aurreikusi, kalkulatu eta kudeatu ahal izango ditu ingeniariak behin behineko diseinuen akatsek sortarazten dituzten kostuak murrizteko asmoz., [EN]The purpose of this project is to program and design an easy to handle and an interactive graphical user interface (GUI) to represent and calculate the responses of different mechatronic drives. For this, it will be using the following three mechatronic systems with 1 or 2 degree of freedom: linear motors, torque motors and ball screws. This programming and design of the user interface will be made with MatLab, a program with a high level technical computing language and an interactive environment for algorithm development and visualization and analysis of both data and graphics. Once the program is finished, the engineer will be able to pre display, calculate and to keep an eye on system responses in order to cheapen possible initial costs of erroneous designs.

[ES]La tecnología se ha convertido en un factor vital en una sociedad que busca la mejora continua. El desarrollo tecnológico resulta realmente importante en todos los ámbitos, haciéndose imprescindible cuando hablamos de la medicina. Centrándonos en una rama de la mecánica, la robótica se ha empleado en numerosas ocasiones en el ámbito de la salud, teniendo especial interés en la terapia de rehabilitación. Los robots rígidos empleados en la asistencia de personas presentan el inconveniente de la falta de flexibilidad, que puede traducirse en un daño físico en el paciente si se pierde el control del movimiento del mismo. Este inconveniente se acentúa en función de la parte del cuerpo que sea necesario rehabilitar, siendo especialmente peligroso en zonas en contacto con la columna vertebral. El objetivo principal de este Trabajo de Fin de Grado consiste en medir el movimiento de una cabeza humana sobre la cual un robot flexible ejerce una serie de fuerzas. La aplicación de estas fuerzas se realiza sobre una corona que diseñamos y fabricamos en el laboratorio y nos posibilita, a través de un software de programación, identificar unos puntos de referencia, que determinan la posición espacial de la cabeza en diferentes momentos temporales, y nos permiten establecer si existe mejoría en el movimiento del cuello del paciente., [EN]Technology has become a vital factor in a society that looks for a continuous improvement. Technological development is really important in all areas, becoming essential when we talk about medicine. Focusing in a branch of mechanics, robotics has been use in a huge number of moments in the field of health, having special interest in the therapy of rehabilitation. Rigid robots used for the assistance of people that have lack of flexibility, can provoke a physic hurt if the control of the movement of the robot is lost. This disadvantage is emphasized depending on the part of the body that is going to be rehabilitated, being particularly dangerous in areas in contact with the spine. The main aim of this Final Project is to measure the movement of a head on which a flexible robot makes some forces. The application of these forces is done on a crown that we design and manufacture in the laboratory and it allows us, through a software, to identify some reference points to determine the spatial position of the head at different times., [EU]Etengabeko hobekuntza bilatzen duen gizartearen ezinbesteko oinarria bihurtu da teknologia. Garapen teknologikoa oso garrantzi handia du hainbat eremutan, batez ere medikuntzan. Mekanikaren adar espezifiko batean arreta berezia jarriz, robotika hain zuzen, osasun arloan oso erabilia dela esan beharra dago, batez ere, errehabilitazio terapietan. Pertsonen laguntza medikoan erabilitako robot zurrunek malgutasun falta aurkeztu ohi dute eta mugimenduen kontrola galduz gero, min fisikoak eragin dezakete gaixoetan. Tratamendua jasaten ari den gorputzaren atalaren arabera areagotzen da eragozpen hori, bizkarrezurretik gertu dauden atalak arrisku handia dutelarik. Gradu Amaierako Lan honen helburu nagusia, robot malgu batek giza buruan eragiten dituen indarren mugimendua neurtzean datza. Indar horiek laborategian diseinatutako eta egindako koro batean ezartzen dira eta programazio software baten bidez, erreferentzia puntuak ezagutuz, buruak denbora ezberdinetan dituen posizioak mugatzea zein lepoaren hobekuntzak ezagutzea ahalbidetzen digu.

[ES]El objetivo de este proyecto es diseñar un brazo flexible que se utilice para el seguimiento de un proceso de rehabilitación cervical. El proyecto nace de varias necesidades, la realización de proyectos de fin de grado en el ámbito medicinal, el estudio de las prestaciones del material ABS y la necesidad de un sistema que permita conocer el estado de las cervicales. Para ello es necesario diseñar un prototipo de brazo capaz de realizar unas mediciones con precisión., [EU]Proiektu honen helburua errehabilitazio zerbikal baten prozesuaren jarraipenean erabiltzeko beso malgu bat diseinatzea da. Proiektu hurrengo beharren ondorioz sortzen da: gradu bukaerako proiektuen egitea medikuntza arloan, ABS materialaren prestazioen ikerketa eta zerbikalaren egoera ezagutzeko aukera ematen duen sistemaren beharra. Horretarako beso baten eredua diseinatuko da neurketa zehatz egiteko gai izango dena., [EN]The aim of this project is to design a flexible arm that will be used for tracking a process of cervical rehabilitation. The project stems from several needs, the realization of projects EOG in the medical field, the study of the benefits of ABS material and the need for a system that allows knowing the status of the cervical spine. This requires designing a prototype of an arm capable of performing some measurements accurately.

[ES]El objetivo de este proyecto es validar experimentalmente una serie de modelos que caracterizan el comportamiento de un accionamiento compuesto por una correa, una placa, y masas sobre la placa. El proyecto se utiliza para compensar la falta de precisión en los datos dados por el fabricante o por pérdidas por fricción. Para ello se calcularán unos parámetros dinámicos., [EU]Proiektu honen helburua eragingailu baten jarrera erakusten duen eredu ezberdinak esperimentalki balioztatzea da. Eragingailua uhal, plaka eta bere gainean ipiniko ditugun masa batzuegaz osatuta dago. Proiektu hau zehaztasun falta bat orekatzeko erabiliko da. Zehaztasuna fabrikatzailearen edo frikzio galeren ondorioz izan daiteke. Horretarako, zenbait parametro dinamiko kalkulatu behar ditugu., [EN]The purpose of this project is to validate experimentally some models that characterize the behavior of a mechanism formed by a belt, a plate, and several mass on top of the plate. This project comes as a response to an increasing problem of accuracy. The given data or the friction could be the reason of this lack of accuracy.

Kojinete hibridoen kalkulu numerikoa MATLAB eta NX-FLOW erabiliz

[ES]Se desea realizar el diseño de una máquina de mecanizado de cinco ejes a modo de trabajo de fin de grado del alumno Ander del Rio. Este proyecto estará dirigido por el profesor Francisco Javier Campa y constará de dos fases principalmente. En la primera se realizará el estudio del arte, es decir, se investigará el mecanizado, las máquinas que se utilizan para llevarlo a cabo y la situación en la que está el mercado respecto a este. En la segunda fase se realizará el diseño de un centro de mecanizado utilizando los conocimientos de la materia obtenidos anteriormente con el objetivo de conseguir una máquina eficiente y que aporte novedad al mercado., [EN]Bost ardatz dituen mekanizazio makina bat diseinatu egin nahi da Ander del Rio ikaslearen Gradu Amaierako Lana modura. Proiektu hau Franciasko Javier Campa irakaslea zuzendu egingo du eta bi zati izango ditu. lehenengoan artearen ikasketa bat egingo da, honek esan nahi du mekanizazioa ikertu egingo dela, mekanizazioa egiten duten makinak ikertu egingo direla eta mekanizazioaren egoera merkatuan. Bigarren zatian mekanizazio zentruaren diseinua egingo da lehenengoko fasean eskuratutako jakintza erabiliz, eraginkorra eta merkatuarentzako berria den makina bat diseinatzeko., [EN]The aim of this project is to carry out de design of a five axis machining machine as a final degree project for the student Ander del Rio. This is going to be directed by the professor Francisco Javier Campa and it will contain two parts. The first one will consist in making the study of the art, which means studying the machining, studying the machines that carry out this processes and making a research on the situation of the market according to them. The second part will consist in making the design of the machining center taking into account all the knowledge obtained in the previous part so that it is efficient and provides novelty to the market.

[ES]Mediante este proyecto se quiere lograr una puesta a punto de un hexápodo. Por una parte, se va a realizar un estudio del posicionamiento lineal de sus ejes, ya que este robot se caracteriza por su alta precisión. También se va a programar un generador de trayectorias de diferentes perfiles de velocidad y aceleración. Esta aplicación va a poder ser usada por el hexápodo, el cual va a generar una trayectoria cuando se desplace de un punto a otro en las condiciones cinemáticas deseadas. Por último, se va a tratar de hallar los valores máximos de aceleración y jerk con los que va a poder trabajar el manipulador al realizar un perfil de movimiento determinado, [EU]Proiektu honen bitartez hexapodo baten garapena lortu nahi da. Alde batetik, bere ardatzaren posizio linealari buruzko azterketa bat egingo da, izan ere, robot honen ezaugarri garrantzitsuenetariko bat zehaztasuna da. Abiadura eta azelerazio perfil ezberdinak dituen ibilbide sortzailea programatuko da. Hexapodoak programa hau erabiltzeko aukera dauka, modu honetan, nahi den ibilbidea egingo du puntu batetik beste puntu batera joatean, guzti hau nahi diren zinematika baldintzetan. Azkenik, manipulatzaile honek lan egin ahal dituen azelerazio eta jerk-aren balore maximoak aurkituko dira., [EN]The purpose of this project is to validate experimentally the linear position of the axes of the hexapod. Furthermore, another aim of this project is to program a path generator of speed and acceleration profiles. Thus, the hexapod generates the desired path when it moves from one point to another with the specified kinematic conditions. Finally, it will find the maximum values of acceleration and jerk with which the manipulator will be able to work. This project comes as a response to familiarize with this machine of 6 degrees of freedom.

[ES]El Trabajo de Fin de Grado que a continuación se presenta tiene por objeto la contribución a un proyecto de investigación mediante el análisis de la influencia de los errores de fabricación en la precisión de una Etapa XY para nanoposicionamiento. Este proyecto se encuentra dentro de una línea de investigación promovida por la Universidad del País Vasco y el grupo empresarial EGILE CORPORATION XXI, especializado en la fabricación de componentes y mecanizados de alta precisión. La Etapa XY con la que se va a trabajar es un mecanismo plano que genera movimientos XY a raíz de la deformación de sus elementos. La precisión final que se consiga dependerá de la precisión geométrica con la que se haya fabricado. Para la realización de este presente trabajo se parte de un diseño inicial y mediante la introducción de una serie de errores en la fabricación, se pretenderá cuantificarlos y observar su influencia en las prestaciones del mecanismo mediante el análisis con un software de elementos finitos. Las tareas a llevar a cabo serán las siguientes: obtención de la geometría inicial de la pieza, importación de las cotas obtenidas de la geometría inicial a MATLAB para generarlas ahí. Una vez realizado esto, se introducirán los errores en el proceso de fabricación y en base a esto se volverá a generar. Por último, realizaremos un análisis MEF de la pieza fabricada mediante el software ANSYS., [EU]Ondoren aurkezten den Gradu Amaierako Lanaren objektua ikerketa proiektu baten inguruan nanokokapen mekanismoak XY etapan izan ditzakeen fabrikazio akatsen analisian datza. Proiektu hau Euskal Herriko Unibertsitateak eta EGILE CORPORATION XXI, osagaien fabrikaziora eta xehetasun handiko mekanizazioa eskaintzen duen enpresa-taldeak sustatutako ikerketa esparruaren barnean aurkitzen da. Landuko den XY etapa, XY mugimenduak sortzen duen mekanismo lau bat da, bere elementuen deformazioaren ondorioz. Azkenean lortutako xehetasunak fabrikazioan erabilitako xehetasun geometrikoaren ondorio izango dira. Lan hau burutzeko hasierako diseinu baten oinarrituko gara, fabrikazio akatsak burutuz, mekanismoaren ezaugarriak hauen ondorioz kuantifikatu eta behatzeko aburuarekin. Honetarako software mehe bat erabiliko da. Proiektua burutzeko ondorengo ekintzak burutuko dira: osagaiaren hasierako geometria lortuko da eta lortutako parametroak MATLABrea pasatuko dira. Behin MATLABen, fabrikazio akatsak sartuko dira, osagaiaren parametro berri batzuk lortuz. Azkenik, ANSYS software-a erabilita berriki sortutako osagaiaren MEF analisi bat burutuko dugu., [EN]The end-of-degree project arising then aims to contribution to a research project through the analysis of the influence of fabrication errors on the accuracy of a XY stage for nanopositioning stage. This project is a line of research promoted by the University of the Basque country and business EGILE CORPORATION XXI group, specialized in the manufacturing of components and high precision machining. The XY stage which is going to work is a flat mechanism that generates XY movements as a result of the deformation of its elements. Final precision is achieved will depend on the geometric precision that was manufactured. For the realization of this present work is part of initial design and through the introduction of a series of errors in manufacturing, will seek to measure and observe its influence on the performance of the mechanism through the analysis with finite element software. The tasks to be carried out are the following: obtaining the initial part geometry, import of the dimensions obtained from initial geometry to MATLAB to create them there. Once done, the errors will be introduced in the manufacturing process and on this basis it will generate. Finally, we will make a FEM analyses of the piece manufactured by ANSYS software.

[ES]En el presente documento se presenta un proyecto consistente en el diseño de un brazo robótico guiado por cables. Se pretende crear un programa en la plataforma MATLAB (MATrix LABoratory) capaz de definir la trayectoria del brazo robótico, así como las fuerzas actuantes en los cables durante el movimiento. Dicho programa deberá proporcionar también la opción de una libre elección de las dimensiones de las plataformas que conforman el brazo, además de su material (peso), de forma que las aplicaciones del producto puedan ser lo más amplias posible. El proyecto concluye con el diseño, mediante el software AutoCAD (Computer-Aided Design), de un pequeño prototipo del brazo estudiado, para su posterior construcción por medio de una impresora 3D., [EN]This document shows a project with the aim of designing a robotic arm guided by wires. The idea is to be able to create a program in MATLAB (MATrix LABoratory) platform capable of calculating the path of the robotic arm, as well as the forces in the wires during the movement. This program should be able to provide the chance to choose the dimensions of the platforms forming the arm, aside from the material (weight), so that the product can have the maximum possible applications. The project ends with a design of the robotic arm by AutoCAD (Computer-Aided Design) software, followed by its construction in a 3D printer., [EU]Dokumentu hau kablez gidatutako beso robotiko baten diseinuan datza. Asmoa, MATLAB (MATrix LABoratory) plataforman, besoaren bidea, baita mugimendua zehar kableetan ematen diren indarrak ere, definitzeko gai den programa bat egitea da. Programa hau, plataformen dimentsioak nahierara hautatzeko aukera eskaini behar du, materialaz (pisua) gain, produktuaren aplikazioak ahalik eta nasaienak izatearren. Proiektua AutoCAD (Computer-Aided Design) softwareren bitartez egindako besoaren diseinuarekin bukatzen da, ondoren 3D inprimagailu baten bidez diseinatutako prototipoa eraiki ahal izateko.

[ES]El presente proyecto de investigación tiene por finalidad dos objetivos fundamentales, además de presentar, a grandes rasgos y de manera somera, las principales técnicas de calibración dentro del ámbito de la metrología que actualmente están en uso en la Industria. El estudio se centrará en un análisis de sensibilidad y en el desarrollo de un software para el cálculo y representación del error volumétrico (así como otras variables) En primer lugar, se realizará una presentación de las técnicas actuales y se pondrá énfasis en la actual técnica de caracterización del error volumétrico en máquinas herramienta por medio de la tecnología Laser-Tracker. Por otra parte (y con finalidad introductoria) se presentan las actuales normas ISO referentes a los procesos de medición y calibración máquinas herramienta.En segundo lugar, se realizará un análisis de sensibilidad para un modelo de fresadora de 3 ejes lineales, que sin pérdida de generalidad, servirá para poner de relieve la propagación del error a lo largo de la cadena cinemática de la máquina. El modelo de 3 ejes lineales será únicamente un ejemplo representativo pues se expondrá también en el presente trabajo (sin llegar a desarrollar), los fundamentos que servirán como base para la investigación de estas técnicas aplicadas a modelos de 4-5 y 6 ejes. Por último se explica el desarrollo e implementación de un modelo de cálculo del error volumétrico en Matlab, así como su representación gráfica en una serie de puntos dentro del volumen de trabajo de la máquina. El objetivo es el cálculo y representación de diferentes errores en el volumen de trabajo. Con ello se incluye el propio código en Matlab.

[ES]El Trabajo de Fin de Grado que se presenta tiene por objeto la contribución a un proyecto de investigación mediante el análisis y diseño de una mesa de posicionamiento basada en flexión para un mecanismo de nanoposicionamiento XY. Dicho proyecto se integra dentro de una línea de investigación promovida por la Universidad del País Vasco y el grupo empresarial EGILE CORPORATION XXI, especializado en la fabricación de componentes y mecanizados de alta precisión. Consiste en rediseñar la mesa de un mecanismo de nanoposicionamiento. Para ello se parte de un diseño actual y mediante la modificación de su geometría, se pretende obtener unas mejores prestaciones en cuanto a precisión, facilidad de predicción del comportamiento y amplitud del movimiento. Las tareas a llevar a cabo serán las siguientes: obtención de un modelo simplificado de la mesa, convirtiendo las juntas flexibles reales en juntas tradicionales con una cierta rigidez torsional; definición de la geometría en base a los requisitos fijados, tanto de amplitud como de precisión; y verificación del diseño elegido, mediante el cálculo por MEF del rango de movimiento y precisión del mismo, frecuencias naturales y relación entre la fuerza aplicada y el movimiento obtenido., [EU]Ondoren aurkezten den Gradu Amaierako Lana beste ikerkuntza batekiko elkarlanean oinarritzen da, lotura malguez osatutako nanokokapen mekanismo baten arterketa eta diseinuaren bidez. Lan hau Euskal Herriko Unibertistateak, EGILE CORPORATION XXI enpresa taldearekin batera, garatutako ikerketa lerro batean kokatzen da. Talde honek zehaztasun handiko mekanizazioan lan egiten du batez ere. Lan honen helburua nanokokapen mekanismo baten mahaia berdiseinatzea da. Horretarako, orain erabiltzen den diseinu batetik hasita, bere geometria aldatuz, funtzionamendu ezaugarri hoberen bilaketa burutuko da. Hori lortzeko hurrengo etapak jarraitu beharko dira: lehenik eta behin, mahaiaren eredu sinplifikatua egingo da, lotura malguak lotura arruntez aldatuz, bere zurruntasuna duen malguki batez ordezkatuz; ondoren, mekanismoaren geometria finkatuko da, betekizunak kontuan hartuz; azkenik, bere egokitasuna egiaztatu beharko da, EFMren bidez, mugimendu tartea eta bere zehaztasuna eta frekuentzia naturalak kalkulatuz, eta aplikatutako indarraren eta lortutako mugimenduaren arteko erlazioa aztertuz., [EN]The main purpose of this end-of-degree work is to contribute to the development of a research project, by analyzing and designing a flexure guided nanopositioning stage. The stated project is part of a research line promoted by the University of the Basque Country and the group EGILE CORPORATION XXI, which bases its activity in high precision manufacturing. The re-design of the flexure guided nanopositioning stage starts from a current design, and the intention is to obtain a better performance of the mechanism, according to the precision, ease of analysis and range of movement, by changing its geometry. The tasks that will be carried out can be summarized as follows: to obtain a simplified model of the stage, by converting the flexure hinges into normal rigid links with an equivalent stiffness; to define the geometry of the new stage, based on the new requirements of precision and range of movement; and to verify the suitability of the new design, analyzing the amplitude of the deformations and the precision of those, the modes of vibration and the relationship between the actuation force and the obtained movement, via FEA.

[Es]Este documento muestra un análisis de los requisitos para el micro-fresado de un molde. Es importante remarcar que este molde será usado para producir micro-lentes. La herramienta realizará una matriz de cavidades en una pieza cilíndrica y el tamaño de estas coincidirá con el tamaño de las microlentes. Este proyecto será programado mediante el software de MATLAB. El objetivo es calcular tanto la trayectoria de la herramienta, como su inclinación, velocidad, aceleración y jerk. Además este programa calculará las fuerzas de corte en cada instante del mecanizado. Por último, cabe mencionar que los resultados de este proyecto darán soporte a otros proyectos., [EU]Dokumentu honetan molde bat agiteko behar diren adierazpen zinematikoak aztertzen dira. Molde honek, fresaketaren bidez fabrikatuko da eta leiarrak egiteko erabiliko da. Molde honetan, erramintak barrunbe esferikoak egingo ditu. Hutsune honen neurriak, leiarren neurri berberak izango dituzte. Proiektu honek, MATLAB softwaren bidez programatuko da. Proiektu honen helburu nagusia erramintaren ibilbidea, bere inklinazioa, abiadura, azelerazioa eta gainazelerazioa kalkulatzea da. Gainera, tresnan agertzen diren indarrak kalkulatu ahal izago ditu. Azkenik, aipatzekoa da, proiektu honen erantzunak beste proiektuetarako erabil ahal izango dira., [EN]This document shows an approach of the requirements for the micromilling of a mold. It is important to remark that this mold will be used to produce microlenses. The tool will make a matrix of cavities in a cylindrical piece and the size of those cavities will be exactly the same as the lenses. This proyect will be programmed by MATLAB software. The purpose is to calculate the trayectory of the tool, its inclination, speed, aceleration and jerk. Furthermore, this program will calculate the cut strength in every instant. In conclusion, the results of the proyect will be useful to know the kinematics conditions of the tool.

[Es]El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado consiste en calcular los movimientos que son necesarios en los actuadores de la plataforma de un mecanismo de cinemática paralela, a fin de poder localizar la pieza en la posición adecuada para poder llevar a cabo la operación de microfresado de la misma. Para desarrollar el proyecto se necesitará un software de programación como es Matlab. Este trabajo surge de la necesidad de dar soporte a un proyecto mayor que consiste en el diseño de un manipulador de cinemática paralela cuyas juntas funcionan por deformación. Se pretende que mientras la herramienta se encuentra inmóvil, se consiga el microfresado de moldes para la fabricación de microlentes mediante el movimiento del manipulador. Se ha resuelto la cinemática inversa y se ha calculado el espacio de trabajo. En este documento se van a presentar las tareas, el presupuesto y los riesgos del proyecto así como unos anexos en los que se incluirá el código de la programación., [EU]Gradu Proiektu Final honen helburu nagusia mekanismo zinematiko paralelo baten plataformako erabilgailuan behar diren mugimenduak kalkulatzea da, pieza kokatzeko posizioa aurkitzeko eta bere mikrofresatua aurrera eramateko. Proiektua garatzeko, Matlab bezalako programazio softwer-a beharrezkoa izango da. Lan honek proiektu handi bat laguntzeko beharratik sortzen da, zinematika paralelo maneiagailu baten diseinuan datza, zeinen junturak deformazioz lan egiten dute. Horrela, tresna egonkorra den bitarean, maneiagailuaren mugimenduaren bitartez mikrolenteak fabrikatzeko moldeen mikrofresatua lortzea da asmoa. Alderantzizko zinematika ebatsi da eta lan eremua kalkulatu da. Dokumentu honetan zereginak, aurrekontua eta proiektuaren arriskuak aurkeztuko dira. Dokumentu honek eranskinekin amaitzen da; bertan, programazio-kodea sartuko da., [EN]The purpose of this Final Project is to calculate the movements needed for the actuators of the platform of a parallel kinematic mechanism, in order to locate the piece in a suitable position to carry out its micro-milling. To develop the project, it will be needed a programming software such as Matlab. This work arises from the need of supporting a bigger project on the design of a parallel kinematic manipulator, with flexible joints. Thus it is intended that while the tool is stationary, the micro-milling of molds for manufacturing micro-lenses is achieved by the movement of the manipulator. The inverse kinematics have been resolved and the task space have been calculated. Assignments, budget and project risks will be presented in this paper. This document ends with annexes in which the programming code is included.

ES]El Trabajo Fin de Grado que se presenta a continuación tiene como objetivo principal el diseño de una unión flexible que formará parte de las patas de un robot de cinemática paralela. Por la propia arquitectura de estos mecanismos, y para dotar a la plataforma de movimientos precisos, esta unión, ubicada en la parte superior de las patas, debe deformarse al ser sometida a esfuerzos de flexión y torsión. Se realiza un adecuado diseño que maximice las deformaciones de dicha unión a la par que se garantiza una adecuada duración de la misma para la aplicación requerida. A su vez, se comprueba que las tensiones a las que se verá sometida no superan el límite de fluencia del material elegido. Todo ello se realiza de forma computacional mediante el método de los elementos finitos., [EN]The following End of Degree Project describes the design process of a flexible joint (also known as a flexure) which will be located in the upper part of the arm of a parallel manipulator. Because of the architecture of these mechanisms, and in order to allow the platform to describe precise trajectories, this joint needs to deform when subject to forces and moments. The result is an adequate design that maximizes the deformations of the joint whilst also guaranteeing an adequate life for the desired application and maximum stress below the material’s yield stress. All of the process is done with specialized CAE software., [EU]Ondoren aurkezten den Gradu Amaierako Lanak zinematika paraleloko robot bateko hanken parte izango den lotura malguko diseinua helburu du nagusi. Mekanismo hauen berezko arkitekturagatik, eta plataforma mugimendu zehatzez dohatzeko, lotura honek, hanketako goialdean kokatuta, flexio eta bihurdura ahaleginen eraginpean bere burua deformatu behar du. Lotura horren deformazioak maximizatzen dituen, hauen iraupen egokia bermatzen duen eta tentsio maximoak aukeratutako materialaren isurpen muga gainditzen ez duten diseinu egokia burutu beharko da. Hura guztia egiaztatuko da elementu mugatuen metodoaren bitartez era konputazionalean.

[EU]Azken urteetan argi geratu da gizakiak aurrera egiteko ezinbestekoa duela zehaztasuna. Teknologia berriak geroz eta bideratuagoak daude produktuen tamaina ahalik eta gehien murrizten edota produktu handien perdoiak nanometroetara hurbiltzeko ahaleginetan. Hau lortzeko bidean ezinbestekoa da elementu guztietan zehaztasuna limitera eramatea eta funtsean, honetan zentratuko da lan hau. Proiektu hau artikulazioen zehaztasuna hobetzeko tekniketan zentratuko da, gehiago zehaztuz, optika arloan lan egingo duen errobot baten artikulazioak analizatuko ditu. Artikulazioen zehaztasun optimoa lortzeko artikulazio hauek generazio berriko artikulazioak izatea pentsatu da, artikulazio flexible edo “flexible joints” izenekoak. Artikulazio hauek, orain artekoak ez bezala, ez dituzte bi elementu elkartuko, elementu bakarrez osatuta egongo dira eta bere buruarekiko errotazioz eta flexioz egingo dute lan honela, ohiko artikulazioek funtzionamendu egokirako behar duten lasaiera baztertu egingo da zehaztasun hobeak lortuz. Lan honetan zehar artikulazio flexible mota bat aukeratuko da eta geometriaren hainbat parametroren eta material ezberdinen aurrean edukiko duen jokaera analizatuko da. Aipatu beharra dago, artikulazio flexibleak azken hamarkadetan garatutako ideiak direnez beraiei buruzko informazioa oso pribatizatua dagoela eta ez dela lan erraza hau interneten edota liburutegietan topatzea. Ala ere, hauen analisirako aurkitu den informazio guztia eranskinetan dauden artikuluetan dago. Bertatik atera den informazio garrantzitsuena elementu finituen bitartezko analisian geometriak eduki beharreko baldintza batzuk eta ulermen eta aldaratze egokia lortzeko komeni diren datuak zehaztea izan da. Interesgarria da aipatzea analisiaren ondorioak konstante elastiko eta biratu dezaketen angelu maximoaren bitartez egin direla., [ES]Las nuevas tecnologías cada vez exigen mayor precisión, ya sea por la reducción de tamaño (por ejemplo en los aparatos electrónicos), o para conseguir un producto final más parecido al teórico y así evitar problemas prácticos. Reducir la holgura entre diferentes partes de una máquina es vital para conseguir una mayor precisión. Este trabajo se centra en reducir la holgura en las articulaciones de un robot de tallado de lentes ópticas. Con el fin de conseguir la mayor precisión se ha optado por utilizar una nueva generación de articulaciones las articulaciones flexibles o “flexible joints”. Este tipo de articulaciones consta de una sola pieza con una forma geométrica especifica que permite la torsión y la flexión. La mayor diferencia con las articulaciones clásicas es que al estar formado con un solo solido no necesita holgura alguna para su correcto funcionamiento, lo cual conlleva a una precisión muchísimo más elevada que la que nos podría ofrecer casi cualquier tipo de articulación clásica, y dependiendo de la geometría a un precio más barato. En este trabajo se ha escogido una forma concreta y se ha analizado esta forma para diferentes geometrías y diferentes materiales. Es importante mencionar que las articulaciones flexibles son unas ideas que se han desarrollado un las últimas décadas, y todavía es una información que está muy privatizada, lo cual hace difícil conseguir información acerca de ellos tanto en internet como en las bibliotecas. Toda la información que se ha encontrado acerca de ellos está en los textos que se encuentran en los anexos. Para terminar hay que mencionar que la información que se ha extraído de estos textos son por una parte los requisitos que tiene que cumplir la pieza para un buen análisis con elementos finitos y los parámetros que se van a usar para evaluar su utilidad, constante elástica y ángulos máximos., [FR]Chaque fois, les nouvelles technologies exigent plus de précision, soyez déjà par la réduction de taille (par exemple dans les appareils électroniques), ou pour obtenir un produit final plus pareil au théorique, en évitant ainsi, des problèmes pratiques. Réduire le largeur entre différentes parties d'une machine, c´est vital pour obtenir une plus grande précision. Ce travail se concentre en réduire le largeur dans les articulations d'un robot qui travaille dans le domaine de l'optique.Afin d'obtenir la plus grande précision, S´a choisi ,une nouvelle génération d'articulations pour utiliser, tant les articulations flexibles comme les fils électriques dénommés joints. Ce type d'articulations se composent d'un seul pièce qui a une forme géométrique spécifique et qui permet la torsion et la flexion. La plus grande différence avec les articulations classiques c´est que, quand il est formé avec une seul pièce, il n'a besoin d'aucune largeur pour son correct fonctionnement. Dans ce travail s´a choissi une forme concrète et cette forme a été analysée pour différentes géométries et différents matériels. C´est important mentionner, que les articulations flexibles sont des idées qui se sont développées dans les dernières décennies, et encore est une information qui se trouve très privatisée, ce qui fait difficile d´obtenir son l´information dans l´Internet comme dans les bibliothèques. Toute l'information qui il y a de ceux-ci, se trouve dans les textes qui sont dans les annexes. Pour finir il faut mentionner que l'information qui a été extrait de ces textes, sont d'une part les conditions qui la pièce doit remplir pour avoir une bonne analyse avec des éléments finis et les paramètres qui se vont a utiliser pour évaluer son utilité, constante élastique et angles maximaux.

[ES]El objetivo de este proyecto es validar experimentalmente una serie de modelos que caracterizan el comportamiento de un accionamiento de máquina herramienta de husillo a bolas. El proyecto aparece como respuesta a un problema de precisión que se percibe en máquinas herramienta con pórticos y columnas verticales de varios metros. Para ello, es necesario diseñar un prototipo de esta máquina herramienta y un modelo de 3 grados de libertad (con un programa numérico y un simulador). Este modelo debe ser validado por medidas internas y externas para predecir como una columna real actuaria bajo condiciones predeterminadas., [EU]Proiektu honen helburua boladun torlojuaren erraminta makinariaren ekitearen jarrera erakusten duen eredu ezberdinak esperimentalki balioztatzea da. Proiektua hori hautematen doitasun makina-erreminta arkupeetan eta hainbat metroko zutabe bertikal batekin arazo bat betetzera dator. Hau beharrezkoa da makina-erreminta prototipoa eta 3-gradu askatasunaren zenbakia (programa eta simulagailu) diseinatzeko. Eredu honek kanpoko zein barneko neurrien balioztatu behar benetako zutabea aurretik zehaztutako kondizioetan administrari gisa iragartzeko., [En]The purpose of this project is to validate experimentally some models that characterize the behavior of a machine-tool drive by ball screws. This project comes as a response to an increasing problem of accuracy that has appeared in machine-tools with arcades or vertical long columns. For this, it is necessary to design a prototype of this machine-tool and design a computer model of 3 degree of freedom (with a numerical computing program and a simulator). This model must be validated by internal and external measurements in order to predict how a real column will act in predetermined conditions.

[ES]En este trabajo se ha diseñado un producto secundario con una fijación extra en formato trocar para operaciones percutáneas dirigidas por sistemas de imagen. Este instrumento que hasta ahora era inexistente en el mercado actuará como túnel, permitiendo la introducción de agujas de radiofrecuencia y biopsia por su interior. La particularidad de este producto es el diseño del sistema de sujeción, que garantizará al cirujano que el punto a intervenir sea el mismo durante toda la operación. Este diseño se ha realizado después de hacer un estudio en profundidad de las alternativas existentes de los sistemas de fijación en el campo de la medicina oncológica y el sector industrial. Además se detalla el material de cada elemento del producto en base a la norma sanitaria correspondiente, también se explica el proceso más adecuado para la fabricación de dichos elementos y por último se realiza un cálculo sencillo del pandeo de la aguja, que garantice un uso óptimo del instrumento., [EN]A secondary product with an extra fixation in trocar format for percutaneous operations directed by image systems has been designed in this work. This instrument, which didn´t exist in the market up to now, will act us a tunnel, allowing the introduction of radio frequency and biopsy needles through it. The particularity of this product is the design of the fastening system, which will ensure the surgeon that the place to operate on will be the same all through the operation. This design has been made after having performed a thorough study of the existent alternatives of both the fixation systems in the field of oncologic medicine and the industrial sector. Bedsides the material of each element of the product is the detailed based on the corresponding health standards, the most adequate process for the making of such elements is also explained and finally a simple calculation of the needle buckling, which will guarantee the best use of the instrument, is carried out., [EU]Lan honetan irudi sistema zuzendutako operazio perkutaneetarako bigarren mailako produktu bat obsesio estrarekin trokar formakoa diseinatu da. Orain arte merkatuan ez zegoen instrumenturik, gaur egun tresna honek tunel bezala jokatuko du irratimaiztasun eta biopsia orratzen sarrera bere barnetik baimenduz. Produktu honen berezitasuna loturako sistemaren diseinua da, lan puntua operazio guztian zehar bera izan dadila kirurgialariari bermatuko dioneko. Diseinu hau obsesio dauden alternatibak sendagai onkologiko alorrean eta industria sektorean ikerketa sakontasunean egin ondoren egin da. Gainera produktuaren elementu bakoitzeko materiala eta prozezua zehazten da osasun-arau egokia ezagututa, eta azkenik orratzaren pandeo-aren kalkulu soila, tresnaren erabilera hobeezina bermatzen duena, egiten da.

[ES]Este Trabajo de Fin de Grado “Control de un sistema de accionamientos de traslación basado en correa para un manipulador de cinemática paralela” tiene como objetivo principal la implementación de un sistema de control que nos permita manejar un manipulador de cinemática paralela de dos grados de libertad accionado mediante dos motores eléctricos de corriente continua. Como componente central de este sistema de control, se dispondrá de un ordenador portátil cuyo procesador será el encargado de ejecutar las acciones necesarias para que pueda llevarse a cabo esta actividad de control. De esta forma, la tarea más importante y laboriosa a llevar cabo en este proyecto será el desarrollo de un aplicación de control que, corriendo en el citado ordenador, permitirá al usuario manejar el manipulador de cinemática paralela en cuestión. Para ello, esta aplicación deberá ser capaz de interpretar las ordenes de movimiento dadas por el usuario y transmitirlas al procesador del mencionado ordenador. Además de todo lo anterior, para completar el desarrollo del sistema de control, será necesaria la implementación de diversos sensores que se encargarán de detectar y transmitir las señales necesarias para evitar situaciones de emergencia en el que el manipulador estuviese a punto de chocar con algún objeto o persona. En conclusión, mediante el cumplimiento de los objetivos de este Trabajo de Fin de Grado, se va a disponer de un sistema de control sencillo, intuitivo y fácilmente operable, que va a permitir a cualquier futuro usuario del mismo el manejo de un robot de cinemática paralela., [EU]Gradu Amaierako Lan honek, “Control de un sistema de accionamientos de traslación basado en correa para un manipulador de cinemática paralela”, korronte jarraiko bi motore elektrikoen bidez akzionatutako bi askatasun graduko zinematika paraleloko manipulatzaile bat maneiatzea ahalbideratzen digun kontrol sistema baten inplementazioa du helburu nagusi. Kontrol sistema honen osagai nagusi bezala ordenagailu bat egongo da, haren prozesatzailea kontrol aktibitate hau eman ahal izateko ekintzak burutzeko arduraduna izanik. Horrela, proiektu honetan lan garrantzitsu eta neketsuena, esandako ordenagailuan erabiltzaileari zinematika paraleloko manipulatzailea maneiatzea ahalbidetzen dion kontrol aplikazio baten garapena izango da. Horretarako, aplikazio hau erabiltzaileak emandako mugimendu aginduak interpretatu eta ordenagailuaren prozesatzailera transmititzeko gai izan behar da. Aurreko guztiaz gain, kontrol sistemaren garapena osatzeko zenbait sentsoreen inplantazioa beharrezkoa izango da, manipulatzailea objetu edota pertsona baten kontra topatzeko momentuan dagoeneko emergentzia egoerak detektatu, eta hauek saihesteko beharrezko seinaleak transmitituko dituztenak. Laburbilduz, Gradu Amaierako lan honen helburuen betetzearekin, kontrol sistema sinple, intuitibo eta erraz erabilgarria lortuko da, honen etorkizuneko edozein erabiltzaileari zinematika paraleloko errobot baten erabilpena ahalbideratuko diona., [EN]The main objective of this project “Control de un sistema de accionamientos de traslación basado en correa para un manipulador de cinemática paralela” is the developement of a control system that allows us handle a two-­‐degrees-­‐of-­‐freedom parallel kinematic robot moved by two direct current electric engines. The main part of this control system is a latpop whose processor will be in charge of executing the actions required to carry out this control activity. Thereforore, developing a control application that runs in this latpop and helps the users of this system handle the parallel kinematic robot mentioned above is the most important and laborious task that has to be fulfilled in this project. This application has to be able to understand the movement orders given by the user and transmit them to the processor of the laptop. Moreover, the installation of several sensors that will be in charge of sending the necessary signals so as to avoid emergency situations where the robot is about to hit a person or an object is required to complet the implementation of the control system. In conclusion, the achievement of the goals of this project will provide us a simple, intiuitive and easy to drive control system that will allow any future user handle a parallel kinematic robot.

[ES]El objetivo del presente proyecto es el de diseñar, construir y verificar la validez de un sistema de medida de posición mediante sensores por cable para un mecanismo de cinemática paralela 5R, extensible a cualquier otro mecanismo espacial o planar. En el presente informe el lector encontrará un análisis exhaustivo de los inconvenientes prácticos derivados de la naturaleza del método de monitorización propuesto, el desarrollo completo del modelo matemático obtenido para solventarlos, descripciones y planos sobre el montaje in situ del sistema de medida, resultados empíricos sobre el manipulador paralelo y posibles riesgos para la consecución del proyecto, [EU]Proiektu honen helburua 5R zinematika paraleloko mekanismo baten posizio sensoreen bidezko neurriketa sistema diseiniatzea, muntatzea eta balioztatzea da, beste edozein sistema mekanikorentzat hedagarria, espaziala zein bidimensionala izanda ere. Informe honetan irakurleak ikusiko duenentz, monitorizazio metodoaren izaera dela eta eratorritako desabantailen ebazpena, hura lortzeko beharrezko modelo matematikoak eta horien oinarriak erakusten dira, hala nola instalazioari buruzko deskribapen eta irudi zehatzak, emaitz enpirikoak eta proiektuaren helburuak betetzea eragozi dezaketen arrisku nabarmenenak ere., [EN]The main objective of this project consists on designing, mounting and verifying the validity of the cable based positioning-system applied to a 5R parallelkinematics mechanism, being posible its generalization to any other both spatial nor bidimensional mechanical system. This report must make the reader aware of the various practical di culties encountered when analyzing the proposed monitoring system, as well as of the mathematical foundations of the analytical approach to their solution. The reader will also nd detailed descriptions and plans concerning the system's assembly, empirical results obtained from exhaustive experimental analysis and the main risks for the achievment of this project.

[ES]Este trabajo presenta un algoritmo automatizado cuyo resultado es la determinación de las ganancias óptimas del lazo de control de un mecanismo de cinemática paralela. En concreto se ha aplicado al mecanismo 5R, aunque el método es válido para cualquier otro mecanismo introduciendo el modelo mecatrónico correspondiente. Permite disponer de un procedimiento para poder elegir en un futuro la combinación de motor y reductora más apropiada para un determinado mecanismo evitando realizar adquisiciones sobredimensionadas, como ocurrió con el mecanismo en cuestión., [EU]Gradu Amaierako Lan honen helburua zinematika paralelozko mekanismo baten ganantziak optimizatzea da programa automatiko baten bidez. Algoritmoa 5R mekanismoan erabiltzen da lan honetan, baina edozein mekanismotan erabili ahal da modelo mekatroniko egokia sartzen bada. Programa honi esker motor-engranaje kaxa kombinazio egokiena hautatu ahal da mekanismo batean, erosketa ez beharrezkoak egiten saihesten eta froga asko egiten aurrezten., [EN]This Bachelor Thesis introduces an automated algorithm that has been developed to determine the optimum gains of the control loop in a parallel kinematics mechanism. The program has been applied to a 5R mechanism, but is suitable for any other kind of parallel kinematics mechanism if introduced the appropriate mechatronic model. It provides us with a procedure to choose amongst a wide range of combinations of engine-gearbox the one that suits best for a particular mechanism, without having to make oversized purchases, as it is the case with the 5R., [DE]Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Algorithmus welcher eine automatische Berechnung der optimalen Reglerparameter der Geschwindigkeitssteuerung ermöglicht. Praktische Anwendung findet der hier behandelte Algorithmus im Rahmen eines Forschungsprojektes welches das Ziel verfolgt einen parallelkinematischen 5R Manipulator zu entwerfen. Das hierfür programmierte Softwaresystem ermöglicht es mittels eines mechatronischen Modells die passenden Servomotoren sowie Getriebe für einen 5R Manipulator auszuwählen.

[ES]El objetivo principal del presente Trabajo Fin de Grado es diseñar un interpolador de trayectorias y programarlo en Labview. Para ello, se ha de analizar primeramente la cinemática del mecanismo a utilizar, un robot de cinemática paralela 5R, y calcular su espacio de trabajo. Después, se deducirán y programarán diversos perfiles de velocidades (trapezoidal de velocidades, trapezoidal de aceleraciones y sinusoidal) para moverse en rectas, así como el movimiento en curvas mediante splines. También se hallarán experimentalmente las características de los motores disponibles y se averiguarán las velocidades máximas que puede alcanzar el mecanismo. Así podremos presentar un software que sirva para generar trayectorias para el robot 5R. Se presentan también, entre otros, el presupuesto del proyecto y los riesgos en los que se puede incurrir. El documento finaliza con unos anexos de planos CAD, resultados y código de programación., [EU]Gradu Amaierako Lan honen helburu nagusia hurrengoa da: ibilbideen interpolatzailea diseinatzea eta Labview-en programatzea. Horretarako, lehenengo eta behin erabiliko den mekanismoaren (5R zinematika paraleloko errobotaren) zinematika aztertu behar da, eta bere lan-eremua kalkulatu behar da. Geroxeago, abiadura profil desberdin batzuen ekuazioak lortu eta programatuko dira; profil hauek dira: trapezoidala abiaduran, trapezoidala azelerazioan eta sinusoidala. Profil hauekin errobota zuzenetan mugi daiteke, baina kurbetan mugi dadin spline-ak erabiliko dira. Erabil daitezkeen motoreen ezaugarriak esperimentalki lortuko dira eta mekanismoak lor ditzakeen abiadura maximoak kalkulatuko dira. Honela, 5R errobotarentzat ibilbideak sortzen dituen software bat presentatuko ahal dugu. Gehitzen dira, besteak beste, proiektuaren aurrekontua eta gerta daitezkeen arriskuen azterketa. Dokumentuaren amaieran eranskin batzuk jarri dira, CAD planoekin, emaitzekin eta programazio-kodearekin., [EN]The aim of this End of Degree Project is to design a trajectory interpolator and to code it in Labview. Thus, the kinematic equations of the mechanism that is going to be used (a 5R parallel kinematics robot) need to be calculated, and a workspace based upon the previous results suggested. Afterwards, different velocity profiles (trapezoidal velocity, trapezoidal acceleration and sinusoidal) will be deduced and coded. Thanks to them, the mechanism will be able to move in straight lines, but when it comes to curves, splines must be used. The characteristics of the available motors will be experimentally analyzed and the maximum achievable velocities will be computed.We shall therefore be able to present a software useful to create trajectories for the 5R robot. The budget of the project, as well as the main risks, are also included in this document, among other important issues. The document ends with appendices containing CAD drawings, results and code.

[ES]Este proyecto tiene como objetivo desarrollar una línea de investigación de opciones de sensorización de un mecanismo mediante acelerómetros. Se construirá para ello un sistema de adquisición y tratamiento de señales destinado a la sensorización de un mecanismo de cinemática paralela en base a los conocimientos adquiridos durante el curso. Se trabajará además con otros alumnos para llevar a cabo el diseño y montaje de un robot prototipo de cinemática paralela de dos grados de libertad sobre el que se experimentará y llevará a cabo el proyecto. Se plantean de este modo dos líneas de trabajo que se desarrollarán en este proyecto: Elaboración de un sistema de adquisición y tratamiento de señales adaptable a distintos sensores. Utilización de señales de múltiples acelerómetros para conocer en primer lugar aceleración, y de ser posible, posición de puntos de interés del mecanismo., [EU]Proiektu honen helburua, azelerometroen bidez, mekanismo baten sentsorizazioa lortzea da. Horretarako, zinematika paraleloko mekanismo baten datu jasotze eta tratamendu sistema bat antolatuko da, kurtsoan lortutako ezagutzak erabiliz. Bestalde, bi graduko zinematika paraleloko mekanismo prototipo bat eraikiko da, beste ikasleekin batera. Prototipo honen bitartez proiektuak bildu dituen saiakuntzak burutuko dira. Hausnarketa honen bitartez, bi lan eremu antolatuko dira: Sentsore ezberdinetatik eratorritako seinaleen jasotze eta tratamendu sistema. Azelerometro anikoitzen seinaleen bitartez, mekanismoko puntu jakin baztuen azelerazioa eta, posible izanda, posizioa jakitea., [EN]The aim of this project is the development of a research into mechanism measuring through accelerometers. A data acquisition and treatment system will be made for that matter, consigned to be the measuring system of a parallel kinematic mechanism. Work will be made, along with other students, in order to fulfil the design and construction of a parallel kinematic mechanism of two degrees of freedom. By this way, two different lines of work will be made: Making of a data acquisition and treatment system, adaptable for different sensors. Using of accelerometer measures to obtain in first place acceleration, and given the possibility, position of given points of the mechanism., [DE]Ziel dieses Bachelorarbeit ist es, ein Sensorsystem für einen parallelkinematischen Manipulator mittels Beschleunigungssensoren zu entwickeln. Dafür wird eine Softwareanwendung programmiert welche Sensordaten liest, bearbeitet und auswertet. Diese Softwareanwendung wird dabei so konzipiert, dass eine Kompatibilität mit verschiedenen Sensortypen gewährleistet ist. Um Zuge der Realisierung dieser Bachelorarbeit wird zusammen mit anderen Studenten ein parallelkinematischer Manipulator mit zwei Freiheitsgraden entworfen und hergestellt. Zusammenfassend lassen sich folgende zwei Aufgabengebiete definieren: Entwicklung eines Softwaresystems zum lesen und verarbeiten von Signalen unterschiedlicher Senortypen. Beschleunigungsmessung mittels Beschleunigungssensoren sowie dessen Anwendungsmöglichkeiten zur Positionsbestimmung.

[ES]Este Trabajo consiste en diseñar un robot de cinemática paralela de dos grados de libertad partiendo de unos requisitos mínimos necesarios que habrán de verificarse. A continuación, se fabricará siguiendo dicho diseño para finalmente montarlo sobre unas guías lineales constituyendo así una máquina de cinemática paralela, objetivo final conjunto de este Trabajo añadido al mencionado control de las guías. Resulta de especial interés su particular arquitectura, aspecto clave cuando se pretende un sistema preciso y reducir las vibraciones., [EU]Lan honekin bi askatasun-gradu dituen zinematika paraleloko robota diseinatuko da, bete behar diren ezaugarri batzuetatik hasita. Ondoren, diseinu hori jarraituz, makina fabrikatuko da eta azkenik bi gida linealetan parekatuko da, zinematika paraleloko makina bat osatuz; zein, gida linealen kontrolarekin batera, lan honen azken helburua izango da. Bereziki interesgarria dena sistema honek duen arkitektura, garrantsizko osagarria, bai sistema zehatz bat egin nahi denean zein bibrazioak murriztu nahi direnean da., [EN]This assignment consist in designing a parallel kinematics robot of two free degrees verifying a minimum number of requirements which must be neccesary to be verified. Then, this design will be manufactured and finally it will be assamblied to two linear guides, forming this way a parallel kinematics machine, which is, including the control of the linear guides, the final aim of this project. It has a peculiar interest its arquitecture, a key aspect when an accurate system is needed and vibrations want to be reduced.

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene la finalidad de contribuir al desarrollo de una línea de investigación mediante la implementación de un sistema neumático de agarre al mecanismo de cinemática paralela 5R. Dicho proyecto se integra dentro de una línea de investigación basada en el desarrollo y estudio de mecanismos de este tipo. Así, este Trabajo supone una pequeña parte de un proyecto de mayor envergadura, para cuyo éxito será necesaria la colaboración con otros investigadores y la integración de este trabajo al realizado por ellos. Consiste en diseñar, fabricar y controlar un sistema neumático de agarre al mecanismo 5R. El diseño se realizará sopesándose las distintas alternativas que existen, teniéndose en cuenta las limitaciones impuestas por el 5R. En el diseño se escogen los componentes correctos para conseguir que el sistema realice sus dos funciones:  Agarrar piezas.  Movimiento en el eje z que le permita desplazar el objeto. Antes del ensamblaje de los componentes neumáticos, y teniendo en cuenta el diseño realizado, se fabricarán las piezas necesarias para poder integrarlo al 5R y para, a su vez, juntar los componentes entre sí. A continuación, se desarrollará un programa informático para poder controlar el sistema. Finalmente, para verificar su correcto funcionamiento, se realizarán las pruebas pertinentes., [EU]Ondoren aurkezten den Gradu Amaierako Lana Ingeniaritza Mekanikako Departamentuan burutzen ari den ikerketa lerro batekin batera garatzen da. Bere helburua zinematika paraleloko 5R errobotaren amaierako tresna inplementatzea da. Horrela, Lan hau proiektu handiago baten zati bat baino ez da, eta bere helburua ondo betetzeko, nahitaezkoa da ikertzaile guztien arteko lankidetza. Lanak 5R errobotaren amaierako sistema pneumatikoa diseinatu, fabrikatu eta kontrolatzean datza. Diseinua aukeratzeko hautabide guztiak aztertuko dira, 5Rak inposatutako mugak ahaztu gabe, bere bi helburuak betetzeko gai izatearren: - Objektuak hartu - Z ardatzean mugitu objektuak lekuz aldatzeko Sistema pneumatikoa ezarri baino lehen, hau errobotan kokatzeko eta bere osagaiak haien artean batzeko beharrezkoak diren piezak fabrikatuko dira. Ondoren, sistema osoa kontrolatzea ahalbidetzen duen programa informatikoa egingo da. Amaitzeko, ondo darabiltzan a la ez egiaztatzeko froga egokiak burutuko dira., [EN]The main purpose of this end-of-degree work is to contribute to the development of a research project, by including a pneumatic grip system to the 5R parallel kinematic mechanism. The stated project is part of a research line that concerns the study and development of this kind of mechanisms; in other words, apart from the utility it might have by itself, this work is conceived with the intention of being part of a project of bigger magnitude. In order for this project to achieve success, close collaboration amongst researchers and the sharing of their work and discoveries will be essential. This Work consists on designing, manufacturing and controlling the pneumatic grip system of the 5R. After considering all the possible alternatives, and taking into account the limitations imposed by the 5R, the correct components will be chosen so that the system will be able to perform its two intended functions: - Pick up objects - Move along the z axis to displace objects. Before the assembly of the pneumatic system, it is necessary to manufacture the linking pieces between the system and the robot, and between the pneumatic components themselves. Furthermore, a controlling program will be developed. To conclude the work and validate the system’s suitability relevant tests will be carried out.

The milling of thin parts is a high added value operation where the machinist has to face the chatter problem. The study of the stability of these operations is a complex task due to the changing modal parameters as the part loses mass during the machining and the complex shape of the tools that are used. The present work proposes a methodology for chatter avoidance in the milling of flexible thin floors with a bull-nose end mill. First, a stability model for the milling of compliant systems in the tool axis direction with bull-nose end mills is presented. The contribution is the averaging method used to be able to use a linear model to predict the stability of the operation. Then, the procedure for the calculation of stability diagrams for the milling of thin floors is presented. The method is based on the estimation of the modal parameters of the part and the corresponding stability lobes during the machining. As in thin floor milling the depth of cut is already defined by the floor thickness previous to milling, the use of stability diagrams that relate the tool position along the tool-path with the spindle speed is proposed. Hence, the sequence of spindle speeds that the tool must have during the milling can be selected. Finally, this methodology has been validated by means of experimental tests.

The milling of thin parts is a high added value operation where the machinist has to face the chatter problem. The study of the stability of these operations is a complex task due to the changing modal parameters as the part loses mass during the machining and the complex shape of the tools that are used. The present work proposes a methodology for chatter avoidance in the milling of flexible thin floors with a bull-nose end mill. First, a stability model for the milling of compliant systems in the tool axis direction with bull-nose end mills is presented. The contribution is the averaging method used to be able to use a linear model to predict the stability of the operation. Then, the procedure for the calculation of stability diagrams for the milling of thin floors is presented. The method is based on the estimation of the modal parameters of the part and the corresponding stability lobes during the machining. As in thin floor milling the depth of cut is already defined by the floor thickness previous to milling, the use of stability diagrams that relate the tool position along the tool-path with the spindle speed is proposed. Hence, the sequence of spindle speeds that the tool must have during the milling can be selected. Finally, this methodology has been validated by means of experimental tests.