Estructura

La estructura es el esqueleto del manipulador: todas sus piezas de lámina de acero, desde la caja que lo eleva sobre la plataforma hasta el segundo eslabón. Sostiene los motores, el mecanismo y el gripper.

Sinopsis

Qué es

Piezas de lámina de acero cortadas a láser y dobladas a mano, unidas con tornillería. Se usaron los dos calibres disponibles en el laboratorio: el grueso donde el brazo carga todo su peso, el delgado en los eslabones.

Piezas de la estructura

Pieza	Lámina	Función
Caja de elevación	Acero, doblada en «C» y reforzada	Eleva el brazo sobre la plataforma; aloja los drivers
Base giratoria	Acero calibre 18 (1,2 mm)	Gira sobre el rodamiento de base; lleva los motores
Soportes de NEMA 17	Acero, en «L»	Sostienen los dos motores de los eslabones
Eslabón 1	Acero calibre 24 (0,6 mm)	Brazo, 300 mm en el CAD
Eslabón 2	Acero calibre 24 (0,6 mm)	Antebrazo, 200 mm en el CAD; lleva el gripper

Cómo funciona

El peso del brazo baja por la estructura hasta el chasis: del eslabón 2 al eslabón 1, de ahí a los soportes y la base giratoria, y por el rodamiento de base a la caja de elevación, que lo reparte en la plataforma.

La caja en «C» es la pieza más exigida. Se reforzó con doble capa después de que las pruebas mostraran que cedía bajo el peso del brazo. Su volumen interno aloja los drivers CL57T y su cableado.

Estructura en C con refuerzo de doble capa — La lámina doblada en «C», con el refuerzo de doble capa que se añadió tras detectar que cedía bajo el peso del brazo.

La lámina doblada es rígida en el eje de carga y débil en el perpendicular. Cualquier fuerza pequeña en esa dirección genera oscilación visible. No hubo deformación permanente ni daño, pero el juego mecánico —por flexibilidad del material, no por holgura en las uniones— es perceptible al operar. Es una característica del armado con lámina: quien replique el brazo con el mismo método se la va a encontrar.

Conexiones

Cómo se une cada pieza con la siguiente, de la plataforma al gripper.

La caja se fija al chasis aprovechando sus puntos estructurales, cerca de los tornillos de las ruedas caster, para repartir la carga del brazo en vez de concentrarla en la chapa superior. Las ranuras alargadas permiten ajustar la posición.

Unión entre el chasis de la plataforma y la caja de elevación — Ranuras alargadas de ajuste y tornillería de fijación entre chasis y caja de elevación.

Los ejes, las chumaceras y el rodamiento de base son parte del Mecanismo.

Manufactura

Corte láser y doblado

Las piezas se cortaron en láser y se doblaron a mano. Los ángulos de doblez quedaron al límite de lo viable con la dobladora manual disponible. Cuando una sección superaba ese límite, la pieza se dividió en dos o más partes unidas por tornillería, en lugar de forzar un doblez con riesgo de fractura.

Piezas del manipulador recién cortadas a láser — Piezas recién salidas de la cortadora, antes del doblado.

Qué salió mal

Las piezas en L que conectan la base con el primer eslabón y con el motor fueron las que más iteraciones requirieron: la combinación de tolerancias de manufactura con ajustes de diseño obligó a varias versiones sucesivas. El resto de piezas iteraron menos, y casi siempre por barrenos faltantes, que bastaba taladrar sobre la pieza ya cortada.

Primeras piezas del manipulador ensambladas — Primeras piezas ensambladas, la etapa donde se detectaron los ajustes que obligaron a recortar varias versiones.

Planos

Generados a partir de los DXF que se enviaron a cortar: el contorno que salió de la cortadora y los barrenos con su diámetro y su posición. Los círculos de registro del nesting, cuyo centro cae fuera del contorno, se descartan.

Plano cotado del primer eslabón: 300 por 210,83 mm con 10 barrenos — Primer eslabón — 300 × 210,83 mm, 6 barrenos de ⌀5 y 4 de ⌀10. La pieza se dobla después de cortar, así que la cota es del desarrollo plano.

Plano cotado del soporte de motor NEMA 17 — Soporte de motor NEMA 17 — 70 × 139,57 mm. El rombo central es el paso del eje y los cuatro ⌀4 son la brida del motor.

Plano cotado del soporte de drivers — Soporte de drivers — 481,66 × 155 mm, la pieza más larga del conjunto. Va dentro de la caja de elevación.

Plano cotado del soporte superior de rodamiento — Soporte superior de rodamiento — 231,33 × 155 mm.

Los planos se regeneran desde los DXF con node scripts/dxf-to-drawing.mjs: añadir un DXF a public/cad/dxf/ basta para que aparezca su plano.

Archivos CAD

El proyecto completo está en Autodesk Inventor 2026; sus ~80 piezas .ipt y los ensambles .iam siguen solo en el repositorio original. Aquí se publican los DXF de corte, que se abren sin Inventor.

Archivos

Archivo

DXF — Primer eslabón

295 KB

Archivo

DXF — Soporte NEMA 17

251 KB

Archivo

DXF — Soporte de drivers

257 KB

Archivo

DXF — Soporte superior de rodamiento

253 KB