Nº REFERENCIA: DPI 2005-02207

MINISTERIO DE EDUCACIÓN Y CIENCIA

DIRECCIÓN GENERAL DE INVESTIGACIÓN __________________________

INFORME DE SEGUIMIENTO ANUAL

Investigador Principal: Alfonso Hernández Frías

Titulo del Proyecto: Diseño, Síntesis y verificación de manipuladores paralelos para

producción industrial. Aplicación a plataformas de baja movilidad.

Organismo: Universidad del País Vasco

Centro: Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao Departamento: Ingeniería Mecánica

Fecha de inicio del proyecto: 31 de Diciembre de 2005

Fecha de finalización del proyecto: 31 de Diciembre de 2008 Fecha: 4 de abril de 2008 SR. SUBDIRECTOR GENERAL DE PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN C/ Albacete 5, 28071 MADRID

PROYECTOS I+D, ACCIONES ESTRATÉGICAS Y ERANETS

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A. ACTIVIDADES REALIZADAS Y GRADO DE CONSECUCIÓN DE LOS OBJETIVOS PROPUESTOS 1. Describa brevemente las actividades realizadas en el pasado año de desarrollo del

proyecto. Indique si existe algún resultado a que haya dado lugar el proyecto durante ese período.

Las actividades realizadas en cada una de las tareas previstas en el segundo año se han desarrollado conforme a lo previsto en la solicitud. Así las tareas siguientes ya habían finalizado durante el primer año: T1.- Una clasificación de robots paralelos según varios criterios: T2.- Procedimiento para la obtención del Motion Pattern de la plataforma del manipulador. T3.- Procedimiento para la obtención de los espacios de trabajo estándar. Y las tareas siguientes se han ido realizando a lo largo de este segundo año: T4.- Procedimiento para la obtención de los espacios de trabajo de cada modo de ensamble. Análisis de los posibles identificadores de cada modo de ensamble o configuración de trabajo. En un manipulador paralelo cada configuración del problema de posición inverso, o modo de trabajo, presenta sus propias posiciones singulares del problema cinemático directo. Por lo tanto, para cada modo de trabajo por separado, el espacio de trabajo queda dividido en unas regiones libres de singularidades. Cada una de estas regiones irá asociada a alguna de las posibles configuraciones del problema de posición directo, o modos de ensamblado. La idea sobre la que se ha trabajado se fundamenta en la posibilidad de unir todas las regiones asociadas a un mismo modo de ensamblado, de entre las obtenidas para todos los modos de trabajo, resultando de esta manera un espacio de trabajo práctico más amplio. En la figura 1 se muestran a modo de ejemplo, para el manipulador plano 5R, las regiones en las que queda dividido el espacio de trabajo para cada modo de trabajo, así como la superposición de todas las regiones asociadas a uno de los modos de ensamblado. Se ha demostrado que cualquier punto dentro de este espacio de trabajo práctico es alcanzable sin pasar por una singularidad del problema directo. Para ello es necesario realizar una consideración especial, las singularidades del problema inverso constituyen unas puertas que permiten el cambio de modo de trabajo, es decir, pasar de unas regiones a otras de entre las que componen este espacio de trabajo práctico. Obviamente, para realizar una planificación de trayectorias efectiva es necesario conocer las puertas que permiten el paso entre las distintas regiones. La descripción de esta metodología se ha plasmado en un artículo titulado “Workspaces associated to assembly modes of the 5R planar parallel manipulator” publicado en la revista Robotica (Cambridge University Press).

e)

Figura 1. Regiones del espacio de trabajo. Espacio de trabajo práctico

Se ha elaborado un procedimiento que permite resolver esta problemática de manera general para una gran familia de manipuladores. Se ha planteado una metodología de obtención y caracterización del espacio de trabajo para robots paralelos con variables de salida desacopladas. Debido a que los submecanismos en los que ha de dividir el robot en la fase de modelización son mucho más sencillos que el manipulador en su totalidad, se ha planteado un método de resolución analítico. Por otro lado, como el espacio de trabajo está compuesto por el conjunto de posiciones (en traslación y rotación) que la plataforma móvil puede alcanzar, para darle generalidad al método, se ha optado por un proceso de obtención discreto. Se ha optado por emplear un algoritmo de avance de frente de onda para encontrar todas las posiciones que formen parte del espacio de trabajo conectado con una posición de partida del manipulador. Tras este proceso se obtiene el

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espacio de trabajo bruto. Para que esta información tenga utilidad práctica, ha de procesarse realizando un análisis cinemático de las posiciones obtenidas. Este análisis es requerido para llevar a cabo una planificación de trayectorias correcta y eficaz. La caracterización del espacio de trabajo está basada en criterios relacionados con el condicionamiento de las matrices jacobianas, por lo tanto se ha planteado su obtención calculando las derivadas de las ecuaciones de posición del mecanismo respecto del tiempo. La evaluación numérica de los determinantes de estas matrices jacobianas permite trazar los mapas de singularidades en el espacio de trabajo. Finalmente, el espacio de trabajo ya con información útil podrá ser transformado mediante interpolación para pasar de ser una entidad formada por posiciones discretas a ser una entidad continua. Un ejemplo de los resultados de esta tarea se muestra en la figura 2.

Figura 2. Espacios de trabajo prácticos de orientación constante para la plataforma 3-RRR

Tradicionalmente se ha supuesto que las distintas soluciones del problema directo están siempre separadas entre sí por posiciones singulares en las que se pierde el control del manipulador. Sin embargo, existe un tipo de robots paralelos para los cuales es posible encontrar trayectorias que enlacen distintas soluciones sin que en ningún momento se alcancen estas posiciones singulares. Aún no es bien conocido el proceso por el cual tienen lugar estas transiciones ni las condiciones matemáticas que garantizan que un manipulador vaya a tener o no esta capacidad. En relación con esta línea de investigación, se ha desarrollado una herramienta que permite dar respuesta a estas preguntas. Este novedoso enfoque está basado en la obtención y representación de los espacios de configuración. Para un manipulador plano de tres grados de libertad, bajo la hipótesis de que una de las variables de entrada se mantenga constante, es posible obtener la función que relaciona una cualquiera de las variables de salida con las dos variables de entrada restantes. La representación geométrica de esta ecuación es una superficie tridimensional. Fijados unos valores de las variables de entrada, las distintas soluciones del directo vendrán determinadas por las sucesivas intersecciones de dicha superficie con la recta definida por los valores de las variables de entrada. Así mismo, las posiciones singulares en las que se produce una pérdida de control, que han de ser evitadas, se corresponden con los puntos de la superficie cuyo plano tangente es vertical. En general, estas curvas de singularidad dividen el espacio de configuración en una serie de hojas, cada una de las cuales se corresponde con uno de los posibles modos de ensamblado. Todos estos conceptos quedan reflejados en la figura 3a).

e1e2

s

f(e1, e2, s) = 0

e1

e2

s f(e1, e2, s) = 0

e1

e2

s f(e1, e2, s) = 0

a) b) c)

Figura 3. Espacios de configuración reducidos Cuando el sistema de ecuaciones de posición que describe matemáticamente el movimiento del manipulador presenta una raíz de multiplicidad tres, la superficie que se está considerando presenta un pliegue como el que se muestra en la figura 3b). Dada la forma de este pliegue en la superficie, se comprueba que en este caso es posible encontrar trayectorias que unan dos modos de ensamblado sin atravesar ninguna curva de singularidad. Estas trayectorias deben circunvalar el punto de la superficie asociado a la solución de

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multiplicidad tres. Esto es equivalente a que considerando la proyección de las curvas de singularidad sobre el plano de las variables de entrada, una trayectoria de cambio de solución del directo no singular debe rodear un punto cuspidal en dichas curvas. Este nuevo planteamiento ha permitido realizar un avance significativo. Hasta ahora se pensaba que la única manera de realizar un cambio de modo de ensamblado no singular era rodeando una solución triple. Sin embargo, la obtención y representación de estas superficies, así como la visualización de cómo se traduce sobre ellas un cambio de modo de ensamblado, ha permitido ampliar esta idea. Supóngase una superficie de forma helicoidal como la mostrada en la figura 3c), que no posee ningún punto triple. Se puede considerar aquí una transición entre dos modos de ensamblado, sin cortar la curva de singularidad, a lo largo de de una trayectoria como la indicada. La proyección de este proceso sobre el dominio de las variables de entrada implica que la trayectoria de cambio de modo de ensamblado debe rodear un lazo en la curva de singularidad, definido por la existencia de un punto doble en la curva que matemáticamente vendrá caracterizado porque en él, el sistema de ecuaciones del manipulador produce dos parejas de soluciones dobles. Se han encontrado ejemplos de plataformas en las que es posible observar este fenómeno, tal como se muestra en la figura 4. Los resultados de esta tarea han dado lugar a la elaboración de dos artículos. Uno de ellos ya ha sido aceptado para su presentación en 11º Congreso Internacional Advances in Robot Kinematics, ARK-2008, 22-26 junio, Batz-sur-Mer, Francia y otro se encuentra en proceso de revisión para su aceptación en el Congreso Internacional ASME-IDETC-2008, 3-6 agosto, Nueva York.

Figura 4. Transición entre soluciones del directo en la plataforma 3-PRR

T5.- Implementación de los distintos indicadores de las características del manipulador, así como la obtención de los correspondientes mapas representados sobre la zona de trabajo. La evaluación de las capacidades de movimiento de un manipulador se puede implementar a través de indicadores numéricos de destreza o manipulabilidad. Estos indicadores consideran, bien de forma global la característica del mecanismo y sintetizan la calidad de su movimiento en un único número, o bien empleando herramientas que evalúen la capacidad y la calidad del movimiento en cada posición. En este último caso, se obtiene esa información según las posibles direcciones y tipos de movimiento en el espacio tridimensional. Tradicionalmente existe una clasificación completa de los movimientos espaciales basada en los torsores principales cinemáticos, y por otro lado la posibilidad de evaluar elipsoides de velocidad (ver figura 5).

Figura 5: Elipsoides de Velocidad de traslación y rotación en una posición.

En este trabajo se ha profundizado en la forma de evaluar el tipo de movimiento mediante un software de propósito general para mostrar los resultados interactivamente con el usuario. Así se ha desarrollado un

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procedimiento a tal efecto que se ha implementado en un software. El procedimiento se ha presentado en el congreso de ASME de 2007 y está en proceso de publicación en la revista Journal of Mechanical Design.

T6.- Mapas de singularidades. Las singularidades generan problemas operativos en el espacio de trabajo que debido a las holguras previsibles en la fabricación del mecanismo se producirán no en una posición exacta sino en una zona cercana a la misma. Es por ello que es interesante evaluar en la proximidad a las singularidades en qué grado se está cerca de ellas y restringir en consecuencia el espacio real de operación. En primer lugar se han implementado cálculos en mecanismos planos que luego se han llevado a mecanismos espaciales (figura 6) aunque con las limitaciones propias en la representación.

Figura 6: Mapa típico de singularidades en un mecanismo espacial.

Finalmente se han implementado cálculos específicos en manipuladores de baja movilidad que evalúen parcialmente determinadas características de destreza que sirvan de indicadores de singularidad por secciones del espacio de trabajo real o mediante la adimensionalización de variables del espacio de trabajo tridimensional.

T7.- Optimización de parámetros basada en una herramienta de verificación. El primer paso del proceso de optimización es la elección de la función objetivo que se desea optimizar. En el caso de manipuladores robóticos, dicha función objetivo suele centrarse en dos aspectos: la obtención de un volumen de trabajo del manipulador lo más amplio posible, y la obtención de un volumen de trabajo que presente un mejor condicionamiento del manipulador frente a singularidades. Una vez evaluada la totalidad del espacio de diseño, el espacio de requisitos puede ser obtenido tal y como se muestra en la figura 7. A partir del gráfico, es posible darse cuenta de que los dos objetivos considerados tienen sus máximos separados y de valores opuestos. Es decir, son objetivos contrapuestos.

Figura 7: Espacio de trabajo del manipulador 4PRPaRR y gráfico del espacio de requisitos. Cuando aparece un conflicto entre los criterios empleados, como es el caso del problema aquí expuesto, es importante definir el conjunto óptimo de variables de diseño, situados en el denominado frente de Pareto. Un par de variables (x, y) definen un valor óptimo de Pareto, sí y sólo sí, no es posible obtener un valor mejor de una (x) sin para ello obtener un valor peor de la otra (y). De esta forma se consigue una secuencia de parejas

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de puntos que constituyen el denominado frente de Pareto. A partir de aquí, pueden utilizarse criterios prácticos de diseño para delimitar la totalidad de las posibilidades de dicho frente y concretar el diseño. El procedimiento está en proceso de publicación en la revista Journal of Mechanical Design. T8.- Mapas de rigidez. En esta tarea se ha definido una metodología para la evaluación de la rigidez estática de manipuladores de cinemática paralela de baja movilidad. Con el fin de acercarse al comportamiento real de los manipuladores, en todos los cálculos realizados se consideran los sólidos deformables. Dicha sistemática se basa en la definición de modelos matemáticos tanto analíticos a través de la teoría de estructuras, como numéricos utilizando el método de elementos finitos. Además, los resultados obtenidos se han validado en base a unas medidas experimentales realizadas sobre un prototipo a escala de una plataforma de cuatro grados de libertad 3T1R (Daedalus I). En las figuras 8 y 9 se aprecia el buen ajuste entre los resultados analíticos y los experimentales.

Figura 8. Mapas de rigidez a orientación constante. Medidas experimentales.

Figura 9. Mapas de rigidez a orientación constante. Modelo analítico.

En la figura 10, se muestra un resultado de interés para los manipuladores con capacidad de giro, en concreto, se representa la rigidez del manipulador en un punto del espacio de trabajo para un rango de orientación de entre -60 grados a 60 grados.

Figura 10. Mapas de rigidez a orientación variable [-60º,+60º]. Medidas experimentales.

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Relacionado con esta tarea, existe una publicación en proceso de revisión en la Revista Advanced Robotics de la Sociedad Japonesa de Robótica. Por otro lado, se presentaron los resultados en Congresos así como en las Jornadas Técnicas que el equipo organiza periódicamente. Por otro lado, cabe indicar que el colaborador perteneciente al Centro Tecnológico Robotiker, del Grupo Tecnalia está en la fase final de su tesis Doctoral con una previsión de Defensa de la misma para finales de 2008, o principios de 2009. T9.- Mapas de frecuencias y modos de vibración. En esta tarea se está trabajado en la evaluación y representación de las principales propiedades dinámicas (frecuencias y modos de vibración) de los manipuladores paralelos según la configuración de trabajo. Mediante un programa estándar de elementos finitos y en los diferentes espacios de trabajo según cada configuración de trabajo, se están elaborando unos mapas de frecuencias. Todo ello validado por unas medidas experimentales realizadas con un equipo completo de análisis experimental de vibraciones que incluye, entre otras, un martillo excitador, unos acelerómetros y un analizador de señal. En la figura 11 se muestra la comparativa entre un ensayo experimental y una simulación numérica de la primera frecuencia natural de un brazo articulado en función del ángulo de apertura.

Figura 11. Variación de la primera frecuencia natural (Hz) de un brazo articulado. Medidas experimentales y

simulación numérica.

A continuación, en la figura 12 se representa la variación de la primera frecuencia natural dentro del espacio de trabajo.

Figura 12. Variación de la primera frecuencia natural (Hz) de un brazo articulado en todo el espacio de trabajo.

T10.-Desarrollo de la herramienta de diseño que engloba los distintos módulos creados anteriormente. Se ha finalizado con la definición de la estructura del software de diseño (figura 13). Se ha diseñado una estructura en forma modular que consta de tres partes. Un módulo preprocesador que permite la rápida modelización de cualquier mecanismo plano o espacial con pares inferiores. Todo el desarrollo se ha orientado a lograr un interfaz sencillo e intuitivo que, al estar específicamente diseñado para la modelización de mecanismos y muy particularmente manipuladores paralelos, permita una rápida definición de diferentes alternativas de diseño. El módulo procesador se compone de diferentes submódulos donde se han integrado los resultados de los desarrollos científicos relativos a las restantes tareas del proyecto. De esta forma el

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diseñador, desde un mismo entorno de software, puede realizar diferentes cálculos y análisis que permitirían la caracterización cinemática del mecanismo. Finalmente el módulo postprocesador permitirá la visualización de los resultados obtenidos en los diferentes cálculos. A este respecto, los recursos gráficos que ofrece el OpenGL han sido determinantes para conseguir una adecuada representación de los diferentes mapas de singularidades y de los indicadores de las características de los manipuladores. Durante el último año de proyecto, dentro de esta tarea, se continuará con la implementación de los nuevos desarrollos que se realicen. Asimismo se trabajará la optimización de la transferencia de datos entre los distintos submódulos de cálculo y en la unificación de las bases de datos de resultados que se generen.

Figura 13: Estado actual de la herramienta de análisis y diseño de mecanismos. T11.- Diseño y construcción de un prototipo de manipulador de baja movilidad. Se ha desarrollado un prototipo de un manipulador de 4 grados de libertad dotado con un movimiento tipo SCARA. Se han seguido las fases de diseño que se establecieron en la memoria, creando una estructura o arquitectura del mecanismo que posteriormente ha sido optimizada para obtener las dimensiones principales del manipulador. Posteriormente, se procedió a implementar la cinemática en un control numérico industrial y se desarrolló un programa numérico para simular el movimiento.

Figura 14. Prototipo del manipulador tipo SCARA de 4 gdl

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Para la construcción de este prototipo se han suministrado varias piezas por una empresa especializada, mientras que otros componentes han sido fabricados en el propio taller del Departamento de Ingeniería Mecánica. Tras finalizar la ejecución completa del prototipo, se ha procedido a implementar el programa numérico. Tanto el prototipo desarrollado (geometría, cinemática, etc.), como el programa numérico implementado permiten obtener un amplio rango de movimiento de la plataforma móvil, alcanzando además altas velocidades. Sin embargo, se ha observado que el robot presenta dificultades relacionadas con el cuarto grado de libertad, que es el giro alrededor del eje vertical. Una posible razón podrían ser las imperfecciones en la fabricación de los elementos y los errores de montaje. En la figura 14, se muestra una imagen del prototipo.

Figura 15. Modelo CATIA de la alternativa del manipulador tipo SCARA de 4gdl Actualmente, se está desarrollando una alternativa para garantizar un mayor espacio de trabajo del prototipo. Un modelo CAD de esta alternativa se presenta en la figura 15. Hasta la fecha se ha conseguido un modelo cinemático que deriva del prototipo ya construido. Además, se pretende realizar un análisis dinámico completo, junto con una optimización del diseño. Posteriormente, se evaluarán el tipo de accionamientos y el control numérico a utilizar. Después de construir el prototipo de acuerdo con el diseño desarrollado, se procederá a su montaje con el sistema de accionamiento elegido, con objeto de realizar pruebas que permitan su evaluación y verificación. El objetivo final, es conseguir un prototipo apto para su utilización en el mercado industrial. T12.- Desarrollar las actividades y acciones necesarias para la transferencia tecnológica sobre manipuladores paralelos a la industria.

En este segundo año de proyecto se han continuado los contactos con empresas para dar a conocer los desarrollos relativos a este proyecto y profundizar en las vías de colaboración con ellas.

- Se continúa la relación con la empresa Vicinay Cadenas S.A. Esta relación ha dado lugar a la

realización de un proyecto para el desarrollo de un sistema robótico para la inspección de soldaduras del que actualmente se ha construido ya un prototipo que está en la fase de ensayos. Está prevista la presentación de una patente al respecto. La empresa ha mostrado su voluntad de continuar con esta colaboración en sucesivos proyectos.

- Los contactos continuados con las empresas SENER e ITP han permitido nuestra integración en el equipo de trabajo del Proyecto CENIT “Sistemas Mecánicos de Control Avanzado para motores Turbofan. Openaer”.

- La colaboración con la empresa Laga Solutions S.L Ha dado lugar a la creación de un aula de empresa en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao donde se desarrollaran proyectos conjuntos para el desarrollo de sistemas robóticos de ensayos no destructivos.

- Se ha contactado con la empresa Desarrollo de Obras y Contratas S.L interesada en el desarrollo y diseño completo de un sistema robótico para la limpieza automática de fachadas de edificios singulares.

- Esta previsto iniciar la colaboración con la empresa Autopista Vasco-Aragonesa CESA para colaborar en la automatización de los sistemas de peaje.

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- Se mantienen contactos periódicos con centros tecnológicos del entorno: Robotiker, Fatronik y el CIC Biogune.

Se ha presentado una patente industrial sobre la estructura cinemática de un robot paralelo para operaciones de pick &place que actualmente se encuentra en fase de solicitud.

Por otro lado, este año en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao, se han organizado unas nuevas Jornadas Técnicas de difusión de los trabajos relativos a este proyecto de investigación donde se ha invitado a profesores de la universidad y empresas y centros tecnológicos del entorno:

- IV Jornadas Técnicas sobre Cinemática Paralela. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao. 30 de noviembre de 2007. Además, parte de los resultados de este proyecto, fueron presentados en las II Jornadas de Trabajo sobre Métodos Numéricos y Aplicaciones celebradas en la Universidad de La Rioja (13-14 de diciembre de 2007).

Continúa la participación activa de O. Altuzarra, Ch. Pinto y V. Petuya en los Technical Comitees de la IFToMM (Internacional Federation for the Promotion of the Mechanism and Machine Science) de los que son miembros: Robótica, Computacional Kinematics y Linkages and Cams respectivamente.

Resultados del proyecto durante este período de 2007:

Patentes: Solicitantes (p.o. de firma): O. Salgado, O. Altuzarra, A. Hernández, Ch. Pinto y V. Petuya. Titulo: Robots Paralelos de Cuatro Grados de Libertad con Movimiento SCARA. Nº de solicitud: P200702793 País de prioridad: España Fecha de prioridad: 24-10-07 Entidad titular: Universidad del País Vasco- Euskal Herrriko Unibertsitatea

Artículos indexados en el JCR: Autores: Salgado, O.; Altuzarra, O.; Amezua, E.; Hernández, A. Título: “A Parallelogram-based Parallel Manipulator for Schönflies Motion”. Revista: Journal of Mechanical Design Vol. 129, No 12, pp 1243-11250 (2007). ISSN: 1050-0472 Publisher: ASME – Amer Soc Mechanical Eng. Factor de Impacto: 1.252 Autores: Petuya, V.; Gutierrez, J. M.; Alonso, A.; Altuzarra, O.; Hernández, A. Título: "A Numerical Procedure to Solve Non-Linear Kinematic Problems in Spatial Mechanisms". Revista: International Journal for Numerical Methods in Engineering (en prensa, on-line desde el 14-7-07). ISSN: 0029-5981 Publisher: John Wiley & Sons Ltd. Autores: Del Pozo, D.; López de Lacalle, L.N.; López, J.M.; Hernández, A. Título: " Prediction of press/die deformation for an accurate manufacturing of drawing dies ". Revista: Int. J. Advanced Manufacturing Technology (en prensa. Online, DOI: 10.1007/s00170-007-1012-1). ISSN: 0268-3768 Publisher: Springer London. Autores: Avilés, R.; Hernández, A.; Amezua, E.; Altuzarra, O. Título: “Kinematic Analysis of Linkages Based in Finite Elements and the Geometric Stiffness Matrix”. Revista: Mechanism and Machine Theory (en prensa, disponible on-line desde el 4-9-07). ISSN: 0094-114X Publisher: Pergamon - Els Sci Ltd Autores: Salgado, O.; Altuzarra, O.; Petuya, V.; Hernández, A. Título: “Synthesis and Design of a Novel 3T1R fully-Parallel Manipulator”. Revista: Journal of Mechanical Design (en prensa) ISSN: 1050-0472 Publisher: ASME – Amer Soc Mechanical Eng. Autores: Altuzarra, O.; San Martín, Y.; Amezua, E.; Hernández, A. Título: “Kinematics of the Relative Motion of Parallel Kinematic Machines With Respect to Movable Working Tables”. Revista: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing (en prensa). ISSN: 0736-5845 Publisher: Pergamon - Els Sci Ltd

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Autores: Macho, E.; Pinto, Ch.; Altuzarra, O.; Hernández, A. Título: “Workspaces associated to assembly modes. Application to the path planning of the 5R planar manipulator”. Revista: Robotica (en prensa, DOI:10.1017/S0263574707004109). ISSN: 0263-5747 Publisher: Cambridge University Press. Autores: Hernández, A.; Altuzarra, O.; Pinto, Ch.; Amezua, E. Título: “Transitions in the Velocity Pattern of Lower Mobility Parallel Manipulators”. Revista: Mechanism and Machine Theory (en prensa, disponible on-line desde el 9-7-07). ISSN: 0094-114X Publisher: Pergamon - Els Sci Ltd. Autores: Altuzarra, O.; Salgado, O.; Petuya, V.; Hernández A. Título: “Computational Kinematics for Parallel Manipulators: Jacobian Problems” Revista: Engineering Computations (en prensa). ISSN: 0264-4401 Publisher: Emerald. Autores: Petuya, V.; Alonso, A.; Pinto, Ch.; Altuzarra, O.; Hernández A. Título: “A new general-purpose method to solve the forward position problem in parallel manipulators” Revista: Advanced Robotics (en prensa). ISSN: 0169-1864, Online ISSN: 1568-5535 Publisher: VSP, an imprint of Brill. Autores: Salgado, O.; Altuzarra, O.; Pinto, Ch.; Hernández, A. Título: “Characterization of the Instantaneous Motion Capabilities of Robotic Manipulators”. Revista: Journal of Mechanical Design (aceptado) ISSN: 1050-0472 Publisher: ASME – Amer Soc Mechanical Eng.

Congresos: Autores: Petuya, V.; Díez, M.; Pinto, Ch.; Hernández, A. Comunicación: An educational software for the analysis and synthesis of planar four bar linkages. Congreso: 12th World Congress in Mechanism and Machine Science - IFToMM 2007. Lugar y Fecha: Besançon (France), June 18-21, 2007. Autores: Salgado, O.; Altuzarra, O.; Petuya, V.; A. Hernández. Comunicación: Type Synthesis of 3T1R Fully-Parallel Manipulators Using a Group-Theoretic Approach. Congreso: 12th World Congress in Mechanism and Machine Science - IFToMM 2007. Lugar y Fecha: Besançon (France), June 18-21, 2007. Autores: Macho, E.; Altuzarra, O.; Pinto, Ch.; Hernández, A. Comunicación: Singularity free change of assembly mode in parallel manipulators. Application to the 3-RPR planar platform. Congreso: 12th World Congress in Mechanism and Machine Science - IFToMM 2007. Lugar y Fecha: Besançon (France), June 18-21, 2007. Autores: Macho, E.; Petuya, V.; Pinto, Ch.; Hernández, A. Comunicación: Mechanism Simulation: Pre and Postprocessing of Kinematic Structures. Congreso: CAD’ 07, 2007 International CAD Conference and Exhibition. Lugar y Fecha: Hawaii (USA), June 25-29, 2007. Autores: Del Pozo, D.; López de Lacalle, L. N.; López, J. M.; Hernandez, A.; Lamikiz, A. Ponencia: Predicción y validación de un método para el mecanizado de precisión de grandes troqueles. Congreso: The 2nd Manufacturing Engineering Society International Conference CISIF'07 -MESIC'07 (ISBN 978-84-611-8001-1). Lugar y Fecha: Madrid, 9-11 de julio de 2007. Autores: O. Salgado, O. Altuzarra, E. Amezua, A. Hernandez Comunicación: Modal Characterization of the Instantaneous Mobility of Manipulators Congreso: ASME 2007 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference IDETC/CIE Lugar y Fecha: Las Vegas, Nevada, USA, September 4-7, 2007. Autores: Petuya, V; Díez, M; Pinto Ch; Altuzarra, O; Hernández, A. Comunicación: Un software educacional para el análisis y síntesis de mecanismos basados en el cuadrilátero articulado. Congreso: VIII Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica. Publicación: Proceedings del Congreso. (ISBN 978-9972-2885-3-1). Lugar y Fecha: Cuzco (Perú), 23-25 de octubre 2007 Autores: Macho, E; Petuya, V; Díez, M; Hernández, A. Comunicación: Simulación de mecanismos: pre y post procesado de estructuras cinemáticas. Congreso: VIII Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica. Publicación: Proceedings del Congreso. (ISBN 978-9972-2885-3-1). Lugar y Fecha: Cuzco (Perú), 23-25 de octubre 2007

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2. Si ha encontrado problemas en el desarrollo del proyecto, coméntelos, especificando su naturaleza (de carácter científico, de gestión, etc).

No se han encontrado problemas dignos de mención.

B. PERSONAL ACTIVO EN EL PROYECTO DURANTE EL PERÍODO QUE SE JUSTIFICA. En el cuadro siguiente debe recogerse la situación de todo el personal del o de los Organismos participantes que haya prestado servicio en el proyecto en la anualidad que se justifica, o que no haya sido declarado anteriormente, y cuyos costes (salariales, dietas, desplazamientos, etc.), se imputen al mismo. Si la persona estaba incluida en la solicitud original, marque “S” en la casilla correspondiente y no rellene el resto de casillas a la derecha. Indique en la casilla “Categoría Profesional” el puesto de trabajo ocupado, el tipo de contratación: indefinida, temporal, becarios (con indicación del tipo de beca: FPI, FPU, etc.,), etc. En el campo “Función en el proyecto” indique el tipo de función/actividad realizada en el proyecto, (p.ej., investigador, técnico de apoyo,…). Recuerde que: - En este capítulo sólo debe incluir al personal vinculado a los Organismos participantes en el proyecto. Los gastos de personal externo (colaboradores científicos, autónomos…) que haya realizado tareas para el proyecto debe ser incluido en el capítulo de “Varios”. - Las “Altas” y “Bajas” deben tramitarse de acuerdo con las “Instrucciones para el desarrollo de los proyectos de I+D” expuestas en la página web del MEC. Si no incluido en solicitud original: Apellido 1 Apellido 2 Nombre NIF/NIE Catgª Profesional Incluido en

solicitud original

Función en el proyecto

Fecha de Alta

Observaciones

Hernández Frías Alfonso 22721518W Catedrático Sí Altuzarra Maestre Oscar 30640193F Prof. Titular Sí Pinto Camara Charles X1887713B Prof. Titular Sí Amezua SanMartín Enrique 30551982R Catedrático Sí Petuya Arcocha Víctor 16042273A Prof. Titular Sí Alonso López Antonio 16077097M Becario predoct. Sí Loizaga Garmendia Maider 30685150E Prof. Asociada Sí Viñals Abelan Jose J. 30555385T Prof. Asociado Sí Macho Mier Erik 78898635X Becario predoct Sí Salgado Picón Oscar 44675576P Becario predoct Sí Sandru Dumitru Bogdan X5653492T Becario FPI Sí

C. PROYECTOS COORDINADOS (Cumplimentar sólo por el coordinador si se trata de un proyecto coordinado) Describa el desarrollo de la coordinación entre subproyectos en este año, y los resultados de dicha coordinación con relación a los objetivos globales del proyecto. D. RELACIONES O COLABORACIONES CON DIVERSOS SECTORES 1. En caso de que estuviera prevista la participación o respaldo activo por parte de alguna

Empresa o Agente socio-económico con interés en el proyecto, indique cómo se está realizando dicha participación.

Las empresas que en su día se mostraron interesadas en los resultados del proyecto han sido invitadas a las IV Jornadas Técnicas sobre Cinemática Paralela que se organizan el la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao en el marco de este proyecto. Asimismo se mantienen reuniones periódicas de trabajo con representantes de cada una de estas empresas.

2. Si el proyecto ha dado lugar a otras colaboraciones o transferencias con entidades no

académicas, descríbalas brevemente.

Continúan los contactos con los Centro Tecnológicos Robotiker y Fatronik. La colaboración con estos centros se ha concretado en dos tesis doctorales que, dirigidas por miembros del equipo de investigación de este proyecto, realizan dos trabajadores de estos centros. Los trabajos de ambas tesis están bastante avanzados y ya han dado lugar a las primeras publicaciones. Los contactos mantenidos con las empresas SENER e ITP han permitido nuestra integración en el equipo de trabajo del Proyecto CENIT “Sistemas Mecánicos de Control Avanzado para motores Turbofan. Openaer” El conocimiento generado a partir de este proyecto, ha permitido establecer una colaboración estable con la empresa Vicinay Cadenas S.L. Esta colaboración se ha concretado ya en el desarrollo de un prototipo de un sistema robótico para la inspección de soldaduras. Está previsto realizar una patente del sistema. Además se han iniciado los primeros contactos con otra empresa, Desarrollo de Obras y Contratas S.L, para participar también en el desarrollo de un sistema robótico de limpieza de ventanas en edificios singulares. Por último, se ha establecido una colaboración estable con la empresa Laga Solutions S.L, a través de un aula de empresa situada la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao, para la participación en proyectos orientados a la automatización de las técnicas de ensayos no destructivos.

3. Si el proyecto ha dado lugar a colaboraciones con otros grupos de investigación, coméntelas

brevemente.

Se mantiene la colaboración con el Grupo de Matemática Aplicada de la Universidad de La Rioja. Esta colaboración ha dado lugar a la publicación de un paper conjunto en la revista International Journal for Numerical Methods in Engineering (actualmente en prensa). Por su parte, se expusieron algunos de los resultados de este proyecto en las II Jornadas de Trabajo sobre Métodos Numéricos y Aplicaciones celebradas en la Universidad de La Rioja (13-14 de diciembre de 2007). En octubre de 2007, A. Hernández y E. Amezua visitaron la Universidad Nacional Autónoma de México y el Tecnológico de Monterrey donde mantuvieron reuniones de trabajo con grupos de investigación de cara a definir posibles colaboraciones. Por su parte O. Salgado realizó una estancia de 2 meses en la Universidad de McGill en Montreal (Canadá) colaborando con el grupo de investigación del Profesor Jorge Angeles. Este trabajo ha dado lugar a la elaboración de un artículo conjunto.

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Además durante 2007 se ha finalizado el proceso para que, en primavera de 2008, el Profesor Jorge Angeles de la Universidad de McGill realice una estancia en nuestro grupo como profesor visitante con contrato gestionado a través del programa de intercambio de nuestra universidad. En 2007 han comenzado las reuniones de trabajo con el Grupo de Biología Estructural del centro tecnológico CIC Biogune, para evaluar la viabilidad de utilizar parte de las técnicas desarrolladas en este proyecto para la realización de modelos matemáticos de simulación del comportamiento de diversas proteínas. Señalar que se ha contactado con el Grupo de la Mecánica de la Universidad de Pinar del Río (Cuba), para establecer colaboraciones en el ámbito de los programas de postgrado.

4. Si ha iniciado la participación en proyectos del Programa Marco de I+D de la UE y/o en otros

programas internacionales en temáticas relacionadas con la de este proyecto, indique programa, tipo de participación y beneficios para el proyecto.

Fruto de los contactos con el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Pinar del Rio (Cuba) se está preparando la solicitud de un proyecto de colaboración que será presentado a la convocatoria de proyectos de la Agencia Española de Cooperación al Desarrollo y al Programa Ramal de Ciencia e Innovación Tecnológica sobre la Educación Superior dependiente del Gobierno Cubano.

E. GASTOS REALIZADOS Nota: Debe cumplimentarse este apartado independientemente de la justificación económica enviada por el organismo. 1. Indique el total de gasto realizado en el proyecto hasta este momento:

Total gasto de la anualidad

(€)

Personal

Otros costes de ejecución

TOTAL GASTO REALIZADO

2. Comente brevemente si ha habido algún tipo de incidencia en este apartado.

No hay incidencias reseñables.

F. GASTOS DE EJECUCIÓN: MODIFICACIONES DE CONCEPTOS DE GASTO CON RESPECTO A LA SOLICITUD ORIGINAL. Recuerde que los trasvases entre gastos de personal y gastos de ejecución deben tramitarse de acuerdo con las “Instrucciones para el desarrollo de los proyectos de I+D” expuestas en la página web del MEC.

a) Equipamiento: En el cuadro adjunto, rellene una línea por cada equipo adquirido no previsto en la solicitud inicial que dio lugar a la concesión de la ayuda para el proyecto y justifique brevemente su adquisición. Si se ha adquirido un equipo en sustitución de otro que figuraba en la solicitud de ayuda inicial (por mejorar sus prestaciones, por obsolescencia del anterior…), indicarlo también en la casilla correspondiente. Identificación del equipo Importe Justificación adquisición Sustituye a ...(en su caso).

b) Viajes/Dietas: En el cuadro adjunto se justificará la imputación de gasto en viajes y dietas sólo en el caso de que este tipo de gasto no estuviera previsto en la solicitud inicial.

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c) Material fungible:

Se describirá y razonará en el siguiente cuadro la adquisición del material fungible incluido en la justificación, sólo cuando este tipo de gasto no estuviera previsto en la solicitud original.

d) Varios: Se describirán en el siguiente cuadro los gastos varios más relevantes incluidos en la justificación y no previstos en la solicitud original, justificando brevemente su inclusión. En este apartado se incluirá, entre otros, al personal externo y, en el caso de que el gasto justificado se refiera a colaboraciones científicas, se identificará al colaborador.