Renovación del sistema mecánico y electrónico de un prototipo de transelevador trilateral para el acomodamiento de tarimas de carga

Abstract

La Ingeniería Mecatrónica suele asociarse principalmente con la robótica. Para evidenciar la diversidad de esta carrera, un grupo de estudiantes desarrolló un prototipo de transelevador vertical como proyecto de graduación en colaboración con ROCA FUERTE. Aunque exitoso en su presentación inicial, el prototipo quedó inactivo debido a la falta de una interfaz funcional, lo que limitó su implementación práctica y utilidad en diversos eventos. Este proyecto se centró en restaurar y optimizar el prototipo, comenzando con la mejora de la transmisión horizontal mediante un sistema de fajas y poleas acoplado a una placa deslizante montada sobre un perfil V-Slot 2040. La transmisión vertical se fortaleció utilizando un tornillo trapezoidal integrado en un perfil V-Slot 2020, diseñado para minimizar los esfuerzos de flexión generados por las cargas. Para la sujeción de cargas, se implementó un sistema de piñón y cremallera para el movimiento lineal, acompañado de cojinetes de contacto deslizante para el soporte del desplazamiento y motores Nema 17 para el control del movimiento y los sistemas asociados. En cuanto a la alimentación eléctrica, se incorporó una fuente de poder de 12 voltios y 10 amperios, junto con una reestructuración del cableado. Este rediseño se realizó con el objetivo de evitar interferencias con la comunicación entre el sistema de control y los actuadores, permitiendo además el movimiento completo del sistema. Para proteger y dar rigidez al cableado, se utilizó un cable oruga que asegura su funcionalidad durante las operaciones del prototipo. Por último, la estructura se renovó utilizando las columnas del prototipo original para reducir el desperdicio de material. Se diseñó una nueva base que proporciona mayor soporte y se rediseñaron las tarimas para adaptarse al nuevo pallet dimensionado para este prototipo. El prototipo restaurado resalta las capacidades técnicas y prácticas de la Ingeniería Mecatrónica, enfatizando su relevancia en la automatización industrial y su potencial para aplicaciones más allá del ámbito de la robótica.

Mechatronic Engineering is often primarily associated with robotics. To highlight the diversity of this eld, a group of students developed a vertical stacker crane prototype as their graduation project in collaboration with ROCA FUERTE. Although successful during its initial presentation, the prototype became inactive due to the lack of a functional interface, limiting its practical implementation and usability in various events. This project focused on restoring and optimizing the prototype, starting with the im provement of horizontal transmission through a belt and pulley system coupled to a sliding plate mounted on a V-Slot 2040 pro le. The vertical transmission was strengthened by using a trapezoidal screw integrated into a V-Slot 2020 pro le, designed to minimize the bending stresses caused by the loads. For load handling, a rack and pinion system was implemented for linear motion, supported by sliding contact bearings and controlled by Nema 17 motors for both movement and associated systems. Regarding the power supply, a 12-volt, 10-amp power source was incorporated, along with a redesign of the wiring system. This redesign aimed to prevent interference with the communication between the control system and the actuators while allowing full system movement. To protect and add rigidity to the wiring, a drag chain was used, ensuring functionality during prototype operations. Finally, the structure was renovated by reusing the columns from the original prototype to minimize material waste. A new base was designed to provide greater support, and the pallets were redesigned to accommodate the new dimensions of the updated prototype. The restored prototype showcases the technical and practical capabilities of Mechatronic Engineering, emphasizing its relevance in industrial automation and its potential for applications beyond robotics.