[ca] Els braços articulats de mesura per coordenades (BAMC) són un dels instruments metrològics més versàtils del mercat. Actualment, es troben implementats sobretot en centres de fabricació industrials per processos de control de qualitat o d'enginyeria inversa. La seva utilitat, junt amb prestacions elevades en termes de precisió i repetibilitat de mesura, provoquen que el seu preu de mercat sigui inassolible pel consumidor comú. Tenint això en ment, el present projecte es fonamenta en la necessitat de mesurar posicions relatives (distàncies i coordenades) entre punts de peces de dimensions mitjanes, com pugui ser el xassís d'una motocicleta. Per mitjà de la metodologia de gestió de projectes industrials PREDICA, aquest Treball de Final de Grau recull íntegrament el procés de disseny i fabricació d'un instrument de mesura tridimensional per coordenades, de tipologia de braç articulat, per obtenir un prototip funcional. La precisió de mesura a assolir ha de ser igual o inferior a la dècima de mil·límetre (±0,1 mm). Es partirà de l'Enginyeria d'Estratègia realitzant estudis de mercat, de materials, i de l'estat de l'Art. També s'introduiran possibles processos de fabricació i tecnologies implicades. Seguidament, es procedirà per mitjà de l'Enginyeria de Concepte a la planificació analítica i creativa; s'elaboraran una sèrie de propostes de disseny de braç de mesura en forma d'esbossos. En l'Enginyeria de Detall següent, es desenvoluparà l'alternativa de braç elegida, elaborant-ne un model tridimensional amb software CAD (SolidWorks); és l'etapa del prototipat formal, en la que es genera el disseny modular, peça a peça. Cal tenir en compte la participació d'elements comercials i normalitzats. També es projecta el circuit electrònic en el que es basa el funcionament del braç. Aquest incorpora una sèrie d'elements; en destaquen els encóders òptics i un microcontrolador. Els encóders s'encarreguen de mesurar els desplaçaments angulars en les articulacions del braç; el microcontrolador executa el software de mesura i coordina l'acció dels perifèrics per, a través d'un procés de càlcul cinemàtic, deduir la posició del palpador situat al final del braç. Per incrementar la precisió de mesura dels encóders, es preveu la implementació d'un sistema d'augment de resolució per mitjà d'un mecanisme multiplicador cicloidal. En l'etapa posterior, l'Enginyeria d'Execució, es possibilita el pas a la producció per mitjà del càlcul i la simulació. Això permet el correcte dimensionament dels elements mecànics. També es generarà la documentació tècnica necessària per a la fabricació i el recolzament les decisions preses. Les tecnologies de fabricació majoritàries són la impressió tridimensional per deposició fosa (FDM), sobretot, i el mecanitzat per arrencament d'encenalls. En coherència a aquestes i als requeriments de disseny, el material majoritari serà el PLA (filament per impressió 3D). El PVC i l'alumini, ambdós en format tubular comercial, també s'utilitzaran recurrentment. En l'etapa final, l'Enginyeria de Fabricació, es donarà la construcció de les peces necessàries per al funcionament del prototip. Paral·lelament a tot això, es portaran a terme un seguit de processos experimentals (assaigs) per contrastar el dimensionament i les propietats de materials i unitats de disseny modular. En conclusió, el present projecte ha esdevingut una aplicació directa i tangible dels coneixements tècnics adquirits per l'alumne durant la seva formació. Alhora, representa un procés d'autoaprenentatge immens. Ha permès agafar consciència de la complexitat rere el disseny d'un producte. Tanmateix, tot i la obtenció del prototip de braç funcional, les precisions de mesura assolides disten molt de l'objectiu. Un dels principals motius són les toleràncies de fabricació de difícil mesura i control derivades de la impressió FDM. La voluntat d'optimització màxima de costos, reflectida en components electrònics de baix rendiment també ha influenciat aquest fet. Alhora, el propi software de mesura, desenvolupat des de zero i partint d'una base de coneixements limitada, presenta ineficiències.

[es] Los brazos articulados de medición por coordenadas (BAMC) son uno de los instrumentos metrológicos más versátiles del mercado. Actualmente, se implementan principalmente en centros de fabricación industrial para procesos de control de calidad o ingeniería inversa. Su utilidad, junto con un alto rendimiento en términos de precisión y repetibilidad de la medición, provoca que su precio en el mercado sea inasequible para el consumidor común. Con esto en mente, este proyecto se basa en la necesidad de medir posiciones relativas (distancias y coordenadas) entre puntos en piezas de dimensiones medianas, como el chasis de una motocicleta. A través de la metodología de gestión de proyectos industriales PREDICA, este Trabajo de Fin de Grado documenta completamente el proceso de diseño y fabricación de un instrumento de medición tridimensional por coordenadas, de tipo de brazo articulado, para obtener un prototipo funcional. La precisión de la medición a lograr debe ser igual o menor a una décima de milímetro (±0,1 mm). Se partirá de la Ingeniería de Estrategia realizando estudios de mercado, de materiales y del estado del arte. También se introducirán posibles procesos de fabricación y tecnologías implicadas. A continuación, se procederá a través de la Ingeniería de Concepto a la planificación analítica y creativa; se elaborarán una serie de propuestas de diseño de brazo de medición en forma de bocetos. En la Ingeniería de Detalle siguiente, se desarrollará la alternativa de brazo elegida, elaborando un modelo tridimensional con software CAD (SolidWorks); es la etapa del prototipado formal, en la que se genera el diseño modular, pieza por pieza. Se tendrá en cuenta la participación de elementos comerciales y normalizados. También se proyecta el circuito electrónico en el que se basa el funcionamiento del brazo.