respuesta-observaciones-avance-1: actualizar respuesta con resultados comparativos, vistas CAD y seccion de avance TRL 6; optimizar figuras y compilar PDF

reports/respuesta-observaciones-avance-1/main.typ

@@ -22,15 +22,15 @@ de 2025, ANID aprobó el informe del proyecto #project.code con la siguiente ind
 #quote(block: true)[
   Entregar un informe donde se plasme los registros de las modificaciones estructurales y
   de materiales mediante informes de prueba, planos actualizados y resultados comparativos
-  que respalden la trazabilidad del desarrollo hacia TRL 6. *Plazo: octubre 2026.*
+  que respalden la trazabilidad del desarrollo hacia TRL 6. 
 ]
 
 La versión preliminar del robot cumplió la meta de precisión del Hito 1: en 100 pruebas de
-posicionamiento alcanzó un error promedio de 4,22 mm, inferior al límite de 10 mm. Las
-deficiencias detectadas no fueron de precisión, sino estructurales, y el Anexo C del
-Informe de Avance 1 las abordó con un plan de mejoras en cuatro líneas. Este documento
-responde a ese plan: para cada línea describe el problema identificado, lo comprometido y
-su implementación en el modelo actual.
+posicionamiento alcanzó un error promedio de 4,22 mm, inferior al límite de 10 mm. Aun así,
+el Informe de Avance 1 identificó deficiencias estructurales que afectaban la robustez, la
+durabilidad y el ensamblaje del robot, y las abordó con un plan de mejoras en cuatro
+líneas (Anexo C del informe). Este documento responde a ese plan: para cada línea describe el problema
+identificado, lo comprometido y su implementación en el modelo actual.
 
 = Modelo actual
 
@@ -49,16 +49,39 @@ orientados a resolver las deficiencias detectadas en el primer diseño.
   caption: [Versión preliminar (izquierda) y modelo actual (derecha).],
 ) <fig:versiones>
 
+La @fig:planos muestra las vistas CAD del modelo actual. Los planos de cada pieza se
+incluyen en el anexo «Manual de construcción».
+
+#figure(
+  placement: auto,
+  {
+    set text(size: 9pt)
+    grid(
+      columns: (1fr, 1fr),
+      column-gutter: 16pt,
+      row-gutter: 8pt,
+      align: center + horizon,
+      image("figures/cad-cabeza.jpg", height: 6cm),
+      image("figures/cad-brazo.jpg", width: 100%),
+      [(a) Vista isométrica], [(b) Vista lateral],
+      image("figures/cad-columna.jpg", height: 6cm),
+      image("figures/cad-efector.jpg", width: 60%),
+      [(c) Torre del eje Z], [(d) Pinza],
+    )
+  },
+  caption: [Vistas CAD del modelo actual.],
+) <fig:planos>
+
 = Respuesta al plan de mejoras
 
-== Integridad estructural (5.1)
+== Integridad estructural
 
 *Problema.* La versión preliminar carecía de rigidez: el brazo se inclinaba al extenderse
 por el momento flector del peso de la torre del eje Z y los brazos; las múltiples uniones
 atornilladas acumulaban holguras que se traducían en juego en el efector final, y esas
 uniones perdían apriete con el uso.
 
-*Plan.* Incrementar la rigidez y la estabilidad del robot en todo su rango de movimiento.
+*Plan.* Incrementar significativamente la rigidez y estabilidad estructural del robot en todo su rango de movimiento.
 
 #figure(
   table(
@@ -67,90 +90,93 @@ uniones perdían apriete con el uso.
     [Base y sistema de rotación que soporten el momento flector del brazo.],
     [Se reemplazó el sistema de poleas de la base por un conjunto de engranajes conectado directamente al motor paso a paso existente. Además, se rediseñó la unión entre la torre y la base para aumentar el área de contacto, reducir la holgura entre ambos componentes y mejorar la estabilidad del robot.],
     [Reducir la acumulación de tolerancias y el juego en el efector final.],
-    [Junto con el nuevo sistema de rotación de la base, se modificó la disposición de los soportes de la torre: los cuatro pasadores metálicos se sustituyeron por tres, distribuidos en una configuración triangular para aumentar la rigidez del conjunto y reducir el juego mecánico.],
+    [Junto con el nuevo sistema de rotación de la base, se modificó la torre del eje Z: las cuatro barras guía metálicas se sustituyeron por tres, distribuidas en una configuración triangular, y se mantuvo el husillo que acciona el movimiento vertical. Este cambio aumenta la rigidez del conjunto y reduce el juego mecánico.],
     [Asegurar el apriete constante de las uniones estructurales bajo operación continua.],
     [Se rediseñaron las uniones estructurales y se incorporaron encajes a presión (snap-fit) y guías con pasadores para facilitar el acoplamiento de las piezas y reducir la dependencia de uniones atornilladas.],
   ),
-  caption: [Plan 5.1 e implementación.],
+  caption: [Plan e implementación.],
 )
 
 
-*Resultado.* El rediseño aumentó la rigidez del robot y redujo el juego angular de la base de aproximadamente 15° a menos de 5°. El anexo «Manual de construcción» describe con mayor detalle las modificaciones de las piezas y sus uniones.
+*Resultado.* El rediseño aumentó la rigidez del robot y redujo la inclinación del brazo en el eje Z, causada por la holgura en la unión entre la torre y la base, de aproximadamente 5° a menos de 1°. El error de posicionamiento promedio bajó de 4,22 mm a 0,6 mm (@tab:comparativos). El anexo «Manual de construcción» describe con mayor detalle las modificaciones de las piezas y sus uniones.
 
-== Transmisión (5.2)
+== Transmisión
 
 *Problema.* El ajuste de la tensión de las correas era crítico: una tensión excesiva
 provocaba pérdida de pasos en los motores y una insuficiente generaba backlash. Además, los
 componentes impresos en 3D sometidos a fricción se desgastaban de forma acelerada.
 
-*Plan.* Desarrollar una transmisión fiable, precisa y duradera.
+*Plan.* Desarrollar un sistema de transmisión por poleas que sea fiable, preciso y duradero.
 
 #figure(
   table(
     columns: (1fr, 1fr),
     [Línea de acción], [Implementación en el modelo actual],
     [Ajuste de la tensión de las correas preciso, medible y sostenible.],
-    [Como se indicó en la sección anterior, la transmisión por poleas de la base se sustituyó por un tren de engranajes. En el brazo se mantuvo la transmisión por correas, ya que los engranajes impresos evaluados aumentaban el juego mecánico debido a las variaciones de temperatura durante el uso y a la deformación del material. Para facilitar el ajuste de la tensión de las correas, se rediseñaron las piezas de la pinza y se mejoró el acceso a sus componentes.], 
+    [Como se indicó en la sección anterior, la transmisión por poleas de la base se sustituyó por un tren de engranajes. En el brazo se mantuvo la transmisión por correas, ya que los engranajes impresos evaluados aumentaban el juego mecánico debido a las variaciones de temperatura durante el uso y a la deformación del material. Además, se rediseñaron las piezas del brazo para facilitar el acceso a las correas. Así, la tensión puede ajustarse de forma simple y revisarse periódicamente como parte del mantenimiento, lo que permite conservarla en el tiempo.], 
     [Mejorar la vida útil de los componentes sometidos a fricción.],
-    [Tras analizar distintas alternativas, se mantuvo el PLA como material principal, considerando las condiciones de fabricación disponibles en los establecimientos educacionales y los requisitos de ventilación y manejo que pueden exigir otros materiales. Para abordar el desgaste y la deformación durante el uso, se priorizó un diseño que facilite la reparación y el reemplazo de los componentes, mediante encajes a presión y piezas de fácil acceso.],
+    [Se evaluaron ABS y ASA como alternativas, pero se descartaron porque emiten vapores durante la impresión y requieren ventilación adecuada y, en general, impresoras cerradas, condiciones difíciles de asegurar en los establecimientos educacionales. Por ello, se mantuvo el PLA como material principal. Para abordar el desgaste y la deformación durante el uso, se priorizó un diseño que facilite la reparación y el reemplazo de los componentes, mediante encajes a presión y piezas de fácil acceso.],
     [Piezas fácilmente reemplazables.],
     [El diseño facilita el montaje y desmontaje de los componentes, lo que simplifica su reemplazo y reduce la complejidad y el costo de las reparaciones.],
   ),
-  caption: [Plan 5.2 e implementación.],
+  caption: [Plan e implementación.],
 )
 
 *Resultado.* La mayor modularidad del diseño facilita el ensamblaje, el mantenimiento y la sustitución de los componentes sujetos a desgaste. 
 
-== Simplificación del diseño y ensamblaje (5.3)
+== Simplificación del diseño y ensamblaje
 
 *Problema.* El diseño estaba fragmentado en 220 piezas, lo que extendía y complicaba el
 montaje y contribuía a la acumulación de tolerancias.
 
-*Plan.* Racionalizar la arquitectura del robot para reducir su complejidad.
+*Plan.* Racionalizar la arquitectura del robot para reducir su complejidad y mejorar su precisión intrínseca.
 
 #figure(
   table(
     columns: (1fr, 1fr),
     [Línea de acción], [Implementación en el modelo actual],
     [Disminuir el número de componentes integrando funciones en piezas únicas.],
-    [Se redujeron tanto el número total de piezas como la variedad de componentes utilizados. En particular, se priorizó el uso de tornillos del mismo tipo para simplificar el ensamblaje y las reparaciones.],
+    [Se redujo el número total de piezas de 220 a 103, de las cuales 37 son piezas únicas, y se redujo la variedad de componentes utilizados. En particular, se priorizó el uso de tornillos del mismo tipo para simplificar el ensamblaje y las reparaciones.],
     [Ensamblaje rápido, intuitivo y con un mínimo de ajustes posteriores.],
     [Se revisaron las instrucciones de ensamblaje para facilitar el armado del robot. Las piezas se diseñaron para su fabricación en impresoras 3D con un volumen de impresión de 20 × 20 × 20 cm.],
   ),
-  caption: [Plan 5.3 e implementación.],
+  caption: [Plan e implementación.],
 )
 
 *Resultado.* El rediseño reduce la cantidad y variedad de piezas y facilita el ensamblaje, con el apoyo de un manual de construcción actualizado.
 
-== Espacio de trabajo (5.4)
+== Espacio de trabajo 
 
 *Problema.* La base obstruía el movimiento del brazo y generaba una zona muerta alrededor
 del eje de rotación principal.
 
-*Plan.* Ampliar el área de trabajo útil del efector final.
+*Plan.* Ampliar el área de trabajo útil y accesible para el efector final.
 
 #figure(
   table(
     columns: (1fr, 1fr),
     [Línea de acción], [Implementación en el modelo actual],
     [Modificar la geometría de la base para minimizar las zonas no alcanzables.],
-    [Se modificó la geometría de la base para mejorar su fijación a la mesa y facilitar el alcance de las piezas dentro del espacio de trabajo. Además, se integró la batería en la base.],
+    [Se modificó la geometría de la base para mejorar su fijación a la mesa y facilitar el alcance de las piezas dentro del espacio de trabajo. Además, se integró la fuente de alimentación en la base.],
     [Alargar las articulaciones para cubrir un área mayor.],
-    [Se amplió el alcance de los brazos hasta 41 cm. Sin embargo, las pruebas en establecimientos educacionales mostraron que las mesas disponibles ofrecen un espacio limitado. Por ello, se prevé reducir la longitud de los brazos para adaptar la operación del robot a un área de trabajo de 20 × 30 cm. Esta dimensión deberá considerarse como una restricción en el diseño de las actividades didácticas.],
+    [Se amplió el alcance de los brazos hasta 41 cm. La experiencia realizada con estudiantes en un colegio de Nueva Braunau mostró que las mesas de las salas ofrecen un espacio limitado, lo que dio origen a un nuevo requerimiento: operar en un área de trabajo de 20 × 30 cm. En consecuencia, la longitud de los brazos se ajustará a esa área, que también se incorpora como restricción en el diseño de las actividades didácticas.],
   ),
   caption: [Plan 5.4 e implementación.],
 )
 
-*Resultado.* Se rediseñó la base y se amplió el alcance del robot hasta 41 cm. Actualmente se trabaja en una reducción de la longitud de los brazos para adecuar el equipo al espacio de trabajo disponible en los establecimientos educacionales.
+*Resultado.* Se rediseñó la base y se amplió el alcance del robot hasta 41 cm. A partir de la experiencia en aula, se incorporó como nuevo requerimiento un área de trabajo de 20 × 30 cm, compatible con las mesas de los establecimientos educacionales, y se está ajustando la longitud de los brazos a esa área.
 
 = Resultados comparativos
 
-La comparación entre ambas versiones distingue la precisión de posicionamiento de la
-estabilidad mecánica del robot (@tab:comparativos). El error euclidiano promedio se
-mantiene en un nivel similar al de la versión preliminar, coherente con la conservación
-de los componentes que determinan la precisión de posicionamiento. Las modificaciones
-estructurales se orientaron principalmente a reducir las holguras y mejorar la rigidez
-del conjunto, por lo que su aporte no debe evaluarse únicamente a partir de este error.
+Para comparar ambas versiones se repitieron en el modelo actual las mediciones del
+Informe de Avance 1 (@tab:comparativos).
+
+*Precisión.* El error de posicionamiento promedio fue de 0,6 mm y el máximo, de 1 mm. Como
+la regla utilizada tiene una resolución de 1 mm, el resultado se interpreta como un error
+de posicionamiento igual o inferior a 1 mm.
+
+*Inclinación del brazo.* La inclinación del brazo en el eje Z, causada por la holgura en
+la unión entre la torre y la base, se midió con un transportador.
 
 #figure(
   table(
@@ -158,33 +184,45 @@ del conjunto, por lo que su aporte no debe evaluarse únicamente a partir de est
     table.header(
       [Indicador], [Versión preliminar], [Modelo actual], [Comentarios e interpretación],
     ),
-    [Error euclidiano promedio (meta ≤ 10 mm)], [4,22 mm], [4,22 mm],
-    [Ambas versiones cumplen la meta de posicionamiento. La similitud del promedio es coherente con la conservación de los componentes que determinan la precisión. El rediseño busca mejorar la estabilidad estructural; estos promedios, por sí solos, no demuestran una diferencia ni una equivalencia estadística.],
-    [Juego angular de la base (backlash)], [Aproximadamente 15°], [Menos de 5°],
-    [La menor holgura limita el movimiento relativo en la base y favorece la estabilidad frente a oscilaciones y vibraciones. Este beneficio mecánico es distinto de la precisión de la posición final. Los valores corresponden al juego angular; no cuantifican una reducción de la amplitud de vibración.],
-    [Número de piezas], [220], [#pendiente[Calcular el total.]],
-    [El recuento del modelo actual está pendiente. Se deberá aplicar el mismo criterio de conteo que en la versión preliminar para comparar los totales y cuantificar la reducción de componentes.],
+    [Error de posicionamiento promedio (meta ≤ 10 mm)], [4,22 mm], [0,6 mm],
+    [El error máximo del modelo actual fue de 1 mm, igual a la resolución de la regla, por lo que el resultado se interpreta como un error igual o inferior a 1 mm.],
+    [Inclinación del brazo en Z (holgura torre-base)], [Aprox. 5°], [Menos de 1°],
+    [Corresponde al descuelgue del brazo identificado en el informe anterior. La menor holgura limita el movimiento relativo entre la torre y la base y favorece la estabilidad frente a oscilaciones y vibraciones.],
+    [Número de piezas], [220], [103],
+    [El conteo de la versión preliminar no se desglosó por tipo de pieza; el del modelo actual cuenta con ese detalle e incluye tornillos y otros elementos de fijación. De ellas, 37 son piezas únicas: 30 en el cuerpo del robot y 7 en la garra. La reducción de 220 a 103 piezas (53 %) simplifica el ensamblaje y disminuye las uniones que acumulan tolerancias.],
   ),
-  caption: [Comparación de precisión, holgura de la base y número de piezas.],
+  caption: [Comparación de precisión, holgura torre-base y número de piezas.],
 ) <tab:comparativos>
 
-La reducción del juego angular de la base representa una mejora en la estabilidad
-mecánica, especialmente frente a las oscilaciones y vibraciones del conjunto. La holgura
-permite pequeños movimientos relativos entre los componentes, cuyo efecto puede hacerse
-más evidente durante el movimiento o ante perturbaciones. Por ello, reducirla contribuye
-a limitar esos movimientos, aunque el error de posicionamiento final se mantenga similar.
+La reducción del error es coherente con el diagnóstico del informe anterior, que atribuía
+el error de posicionamiento a la inclinación del brazo, cuyo efecto aumenta con la
+distancia al eje de rotación, y a la acumulación de holguras en las
+uniones. El rediseño redujo ambas fuentes: la inclinación bajó de
+aproximadamente 5° a menos de 1° y el número de piezas, de 220 a 103. En el modelo actual,
+el error queda en el límite de resolución de la regla; para cuantificar desviaciones
+menores a 1 mm se requeriría un instrumento de mayor resolución.
 
-En consecuencia, los resultados de posicionamiento no muestran una mejora de precisión
-atribuible a la reducción de la holgura de la base. Esto es compatible con una mejora
-estructural cuyo beneficio se manifiesta en el comportamiento del robot frente a
-vibraciones, y no necesariamente en la posición final alcanzada. La similitud de los
-promedios, por sí sola, no permite establecer equivalencia estadística entre las versiones;
-para ello se requiere analizar la dispersión y los datos individuales de las pruebas.
-Asimismo, el error euclidiano final no cuantifica por sí solo la respuesta vibratoria.
+= Avance hacia TRL 6
 
-El número de piezas del modelo actual se incorporará una vez completado el recuento.
+Con las modificaciones descritas, el modelo actual cumple la meta de precisión (error
+igual o inferior a 10 mm) y la restricción de fabricación en impresoras 3D de
+20 × 20 × 20 cm establecidas en la lista de requerimientos del robot. Este modelo ya
+está construido y será la base de la versión que se utilizará en los establecimientos
+educacionales, la que incorporará los ajustes previstos durante la prórroga del proyecto.
+
+A raíz de la Ley N° 21.801, que regula el uso de dispositivos tecnológicos en
+establecimientos educacionales, el proyecto obtuvo una prórroga de ocho meses que
+incorporó al OE1 una fase adicional de desarrollo del brazo robótico y amplió la etapa
+PT 4.3 a «Mejoras y ajustes de software y hardware». Durante esta etapa se completará la
+reducción de la longitud de los brazos para operar en el área de trabajo de 20 × 30 cm y,
+de ser necesario, se adaptarán los mecanismos de interacción del robot a la normativa.
+Estos ajustes se documentarán oportunamente.
+
+Las actividades didácticas que se realizarán con el robot ya están contempladas. Una vez
+incorporados los ajustes, solo resta el periodo de pruebas en los establecimientos
+educacionales para alcanzar el TRL 6 comprometido. Asimismo, se encuentra en curso el
+proceso de protección de la propiedad intelectual del modelo.
 
 = Anexos
 
-+ Planilla de datos de las pruebas de posicionamiento del modelo actual.
-+ Planos acotados y lista de materiales del modelo actual.
++ Manual de construcción del modelo actual, con los planos de cada pieza y la lista de materiales.