1 Robots. “Los robots actúan en el posicionamiento y
transporte de piezas y en sistemas de medición de la
calidad, entre otros. Los robots pueden aun ser de
intervención, cuando actúan en sustitución
al operador humano, normalmente en ambientes hostiles como
soldadura, fundición, en prospección de
petróleo, e inspección en ductos y plataformas
submarinas, entre otras.” (Sima, 1995)
2 ESQUEMA BÁSICO DE UN ROBOT Dispositivo mecánico,
actuadores (motores), sensores de movimiento (internos), sensores
ambientales (externos) y el sistema de control.
3 Robots. Dispositivo mecánico: * Brazo y el efector final
(intercambiable). * El aumento del número de
articulaciones aporta mayor maniobrabilidad pero dificulta el
problema del control por acumulación de errores.
4 Robots. Actuadores: “generalmente, motores
eléctricos, hidraúlicos o neumáticos o aun
pistones hidraúlicos o neumáticos” (Sima,
1995) * Fuerzas o pares; hidraúlicas, neumáticas,
motores eléctricos.
5
6 Robots. Sistema de control ó unidad de comando.-
“Está provista de herramientas de
programación poderosas que permiten la optimización
de movimientos y rutas, el auto-aprendizaje, y la
adaptación a los cambios de las condiciones ambientales,
entre otras son funciones comunmente programadas en los robots
industriales” (Sima, 1995)
7 Robots. Sistema de control … Nivel inferior: tareas de
servocontrol y supervisión de las articulaciones, la
velocidad debe ser pequeña. Segundo Nivel:
generación de trayectorias, la evolución del
órgano terminal cuando se desplaza de una posición
a otra. Niveles superiores: comunicación con el usuario,
interpretación de los programas, percepción
sensorial y planificación.
8 Robots. Sensores de movimiento (internos): Posición y
velocidad de las articulaciones (potenciometros, encoders
ópticos, tacómetros).
9 Robots. Sensores ambientales (externos): Coordinar las
operaciones del robot con otros equipos en la célula.
Sensores táctiles (contacto y fuerza) Sensores de
proximidad (cercanía a objetos x rebote señales)
Sensores ópticos que detectan presencia o ausencia de
objetos (fotocélulas) detectan presencia o ausencia de
objetos.
10 Tipos de robots industriales. Robots manipuladores. Robots de
transporte. Robots de medición. Robots interventores
(autómatas).
11 Robots Móviles. Que el robot tenga la suficiente
inteligencia como para reaccionar y tomar decisiones
basándose en observaciones de su entorno. Una vez
realizada la planificación de la trayectoria, es necesario
planificar movimientos concretos y controlar dichos movimientos
para mantener el vehículo en la trayectoria
planificada.
12 Robots autónomos y telerrobótica Robots
teleoperados.- Las tareas de percepción del entorno,
planificación y manipulación compleja son
realizados por humanos para trabajos en una localización
remota, en tareas difíciles de automatizar. Robots de
funcionamiento repetitivo.- empleados en cadenas de
producción industrial Robots autónomos o
“Inteligentes”.- los más evolucionados desde
el punto de vista del procesamiento de la información,
pero todavía no se han empleado de manera masiva.
13 Morfología de los robots: Manipuladores Tipos de
articulaciones.- Rotación (1), prismática (1),
Cilíndrica (2), planar (2), Esférica (3)
Número de grados de libertad número de eslabones de
la cadena cinemática. Estructuras básicas.- Un
brazo compuesto por elementos con articulaciones entre ellos. En
el último enlace se coloca un efector final.
14 Robots industriales Un robot requiere un programa para
controlar y coordinar el movimiento de sus ejes. Cómo son
construidos los robots? Cómo ellos trabajan? Cada robot
tiene una tarea, p.e: el robot anfitrion, el bicibot,
trapecisbot, estobot, golfibot.
… Que son capaces de hacer? “Un robot industrial es un
manipulador reprogramable y multifuncional diseñado para
mover materiales,partes, herramientas o dispositivos especiales
mediante una programación variable para la
realización de varias tareas” (RIA) 15
16 Anatomía del robot Juntas y articulaciones: Provee
movimiento relativo entre dos partes del cuerpo. Cada
articulación provee al robot de un grado de libertad.
Robots son clasificados según sus grados de libertad. Los
tipos de juntas son: Junta lineal Junta Octogonal Junta
rotacional Junta giratoria Junta de revolución.
17 Volumen de trabajo Configuración polar del robot:
esfera parcial Configuración cilíndrica del robot:
cilindro Configuración cartesiana: espacio de trabajo
rectangular
18 Sistemas de control del robot Eléctricos,
hidráulicos, neumáticos. Tipos de control del
robot.- Robot de secuencia limitada Robot con control punto a
punto. Robot con control continuo de trayectoria. Robots
inteligentes
19 Sistemas de control del robot. Tarjeta de control de motores,
integrado L298 controla 02 motores, utilizan relays.
20 Precisión y repetibilidad. Revolución de
control: capacidad del sistema de control y posicionamiento del
robot para dividir el rango de la articulación en puntos
espaciados (puntos direccionables) que pueden ser identificados
por el controlador. La capacidad para dividir el rango en puntos
direccionables es una función de la capacidad de
almacenaje de bits en el controlador para esa junta.
Número de puntos direccionables = 2n Resolución de
control =
21 Precisión y Repetibilidad. Precisión.- Es una
medida de la habilidad del robot para posicionar el fin de su
muñeca en una posición determinada en el volumen de
trabajo. Precisión = CR/2 + 3 (std. dev. del error
mecánico) Repetibilidad.- Es la medida de la habilidad del
robot para posicionar su muñeca en un punto previamente
enseñado en su volumen de trabajo. Repetibilidad = +/- 3
(std. dev. del error mecánico)
22 Una de las articulaciones de un robot industrial es del tipo L
con un rango de 0,5 m, la capacidad de almacenamiento del
controlador del robot para esta articulación es de 10
bits. Los errores mecánicos se distribuyen normalmente
alrededor de un punto enseñado. La media de la
distribución es 0 y la desviación estándar
0,06 mm. Se asume los errores isotropicos. Determinar el control
de la resolución, la precisión y la repetibilidad
del robot. Ejemplo.
23 Sensores en robótica. Sensores Internos:
Posición y velocidad de las articulaciones
(potenciometros, encoders ópticos, tacómetros)
Sensores Externos: Coordinar las operaciones del robot con otros
equipos en la célula. Sensores táctiles (contacto y
fuerza) Sensores de proximidad (cercanía a objetos x
rebote señales) Sensores ópticos que detectan
presencia o ausencia de objetos (fotocélulas) detectan
presencia o ausencia de objetos.
24 Robot anfitrión.
25 Bicibot.
26
27 Estobot.
28 Golfibot.
29 Robot trapecista.
30 Animatronics. “to further understanding of the behaviors
and underlying mechanisms that allow natural and synthetic agents
(animats) to adapt and survive in uncertain environments. The
work presented focuses on well-defined models—robotic,
computer-simulation, and mathematical—that help to
characterize and compare various organizational principles or
architectures underlying adaptive behavior in both natural
animals and animats” MIT
31