Proyecto Micromult

MICROMULT significa Sistemas Micro-robóticos Multiconfigurables


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MICROTUB SIMULATOR

 


El proyecto MICROMULT es el subproyecto 1 del proyecto MICROTEC (Integración de Tecnologí­as de Micro-fabricación, Micro-montaje y Micro-robótica).


MICROMULT tiene como finalidades principales:

  • el diseño y construcción de un sistema completo micro-robótico modular, heterogéneo, multiconfigurable, capaz de moverse en espacios de reducidas dimensiones

 

  • el diseño y construcción de una estación robótica de micro-ensamblado que dispondrá de capacidades para realizar tareas de micro-montaje, micro-dosificado y micro-encapsulado.

 

Sistemas micro-robóticos


El primer objetivo es el diseño y construcción de un sistema completo micro-robótico modular, heterogéneo, multiconfigurable, capaz de moverse por espacios de reducidas dimensiones. El sistema será capaz de realizar tareas que requieran de movilidad en espacios de muy reducidas dimensiones, fundamentalmente tareas de inspección y mantenimiento. El la ilustración 19 se muestra un primer prototipo de micro-robot que utiliza tres módulos interconectables.

El sistema micro-robótico estará formado por un conjunto de módulos de reducida longitud con diferentes capacidades (tracción, giro, control, alimentación, almacenamiento de datos, alojamiento de sensores, etc.). Estos módulos dispondrán de una interfaz común que permitirá su interconexión formando un sistema microrobótico multiconfigurable. La capacidad de multiconfiguración permitirá adoptar distintas configuraciones según la tarea que deba realizar. El desarrollo de este sistema micro-robótico permitirá la realización automática de las tareas que requieran movilidad en espacios muy reducidos.

Las tecnologí­as de micro-fabricación propuestas en el subproyecto 2 (Integración de tecnologí­as de micro-fabricación y micro-montaje) permitirán abordar la producción de estos sistemas micro-robóticos con un coste muy reducido, por lo que se consideran adecuados demostradores de estas tecnologí­as. La novedad y aplicabilidad industrial del sistema está claramente demostrada pues en la actualidad existen multitud de espacios de reducidas dimensiones que requieren tareas de inspección y mantenimiento, pero que no son accesibles, bien por su situación, muchas de ellas están bajo tierra, o por la peligrosidad del entorno, caso de plantas nucleares o quí­micas. Si bien son abundantes los desarrollos de sistemas robóticos para inspección de conductos, la mayorí­a de ellos han sido diseñados para trabajar en conductos de tamaño medio o grande. Son muy escasos los desarrollos existentes con capacidad para trabajar en espacios de pequeño tamaño, con diámetros interiores menores a 25mm, y todos ellos están en fase de investigación o en un estado inicial de desarrollo. Los conductos de reducidas dimensiones son muy abundantes y su mantenimiento resulta de vital importancia.

Para desarrollar el sistema micro-robótico propuesto se realizará un diseño mecánico y cinemático adecuado de la estructura del robot y de sus componentes. La selección de un sistema de actuación apropiado constituye uno de los aspectos más crí­ticos del demostrador. Para ello se están estudiando diversas posibilidades y se prevé el desarrollo de diversos tipos de módulos que combinados entre si permitirán realizar una gran variedad de tareas. Estos módulos se desarrollarán basándose en la experiencia adquirida por el equipo de investigación en el desarrollo de proyectos anteriores.

Para obtener una capacidad real de multiconfiguración de los diferentes módulos del sistema micro-robótico, se utilizarán técnicas de inteligencia artificial que permitan al micro-robot construido auto-detectar su morfologí­a y utilizar sus capacidades para realizar las tareas encomendadas. El equipo de investigación considera que no es necesario dotar al sistema de capacidades de autoconfiguración debido a sus caracterí­sticas, pero que es necesario que el sistema sea capaz de reconocer su composición de forma automática tras una reconfiguración de sus módulos para de este modo poder aumentar sus capacidades reales y aplicabilidad.

Asociaciones de primera relevancia mundial como la Sociedad de Robótica y Automatización de IEEE o la Red de Excelencia europea de robótica EURON, consideran como lí­nea clave el desarrollo de estos robots, denominados de servicio. El Programa Nacional de Diseño y Producción Industrial considera igualmente el desarrollo de este tipo de robots dentro de los objetivos 20, 04 y 08.

Para el diseño y construcción de estos sistemas micro-robóticos, el equipo de investigación cuenta con gran parte del equipamiento necesario, estacando los siguientes medios:

  • Software de diseño CAD
  • Software de simulación 3D
  • Equipos de micro-mecanizado
  • Equipos de micro-inyección
  • Equipos de estereolitografí­a 3D
  • Estación simple de micro-montaje manual
  • Banco de ensayos

 

Estación robótica de micro-ensamblado

Debido a las dificultades encontradas en el desarrollo de micro-robots anteriores, de mayor simplicidad y tamaño que los objetivos de este proyecto, será necesario diseñar y desarrollar una estación robótica de micro-ensamblado que dispondrá de capacidades para realizar tareas de micro-montaje, micro-dosificado y micro-encapsulado. Para la construcción de esta estación se utilizarán equipos de fabricación propia y pequeño equipamiento cientí­fico-técnico y material fungible. Esta estación resulta asimismo fundamental para el desarrollo del subproyecto 2 al permitir la realización de las tareas de micro-ensamblado necesarias.

La estación de micro-ensamblado contará con capacidad de posicionado con 5 grados de libertad basado en la utilización de un robot microposicionador con repetibilidad no superior a ±5μm y capacidades de control y dinámica adecuadas. El micro-posicionador permitirá la realización de tareas 3D de alta precisión en modo de operación automático y teleoperado. Con las herramientas adecuadas, se dispondrá de capacidades de micro-manipulación, micro-dosificado y micro-encapsulado.

El desarrollo de esta estación concuerda con los objetivos 21, 03, 20, 04, 13 y 22 del Programa Nacional de Diseño y Producción Industrial.