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Arquitectura de robots
Estructura mecánica
Transmisiones y reductores
Actuadores
Sensores internos
Elementos terminales
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Arquitectura de robots
Nivel 1Unidad mecánica
Nivel 2Unidad de potencia
Nivel 3Unidad de control
Nivel 4Unidad de programación
(Gp:) Robot industrial
(Gp:) Robot teleoperado
(Gp:) Robot educacional
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Arquitectura de robots: Unidad mecánica
brazo mecánico:
Eslabones,
Articulaciones,
Actuadores,
Transmisiones y
Reductores.
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Robot = elementos o eslabones unidos por articulaciones
Similitud anatómica con el brazo humano
Tipos de movimiento en articulaciones:
Desplazamiento
Giro
Combinación
Grado de libertad (GDL): cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulación con respecto a la anterior
Arquitectura de robots: Unidad mecánica
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Grados de libertad
Muñeca del Robot
Espacio de trabajo
Arquitectura de robots: Unidad mecánica
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Morfología: Robots seriales
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Morfología: Robots paralelos
Robots espaciales
Existen múltiples configuraciones:
3 GDL
4 GDL
5 GDL
6 GDL
Robots enlazados
III.- Configuraciones
Configuraciones de los robots paralelos
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Robots Redundantes:
Arquitectura de robots: Unidad mecánica
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Transmisiones
Elementos encargados de transmitir el movimiento desde los actuadores hasta las articulaciones.
Justificación
Reducción del momento de inercia (acercamiento de los actuadores a la base)
Conversión lineal- circular y viceversa
Características necesarias (Altas prestaciones)
Tamaño y peso reducido
Mínimos juegos u holguras
Gran rendimiento
No debe afectar al movimiento
Capaz de soportar funcionamiento continuo a un par elevado
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(Gp:) Entrada-Salida
(Gp:) Denominación
(Gp:) Ventajas
(Gp:) Inconvenientes
(Gp:) Circular-Circular
(Gp:) Engranaje
Correa dentada
Cadena
Paralelogramo
Cable
(Gp:) Pares altos
Distancia grande
Distancia grande
—
—
(Gp:) Holguras
—
ruido
giro limitado
deformabilidad
(Gp:)
(Gp:)
(Gp:)
(Gp:)
(Gp:) Circular-lineal
(Gp:) Tornillo sin fin
Cremallera
(Gp:) Poca holgura
Holgura media
(Gp:) Rozamiento
Rozamiento
(Gp:)
(Gp:)
(Gp:)
(Gp:)
(Gp:) Lineal- Circular
(Gp:) Paral. Articulado
Cremallera
(Gp:) —
Holgura media
(Gp:) Control difícil
Rozamiento
Transmisiones
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Reductores
Misión:
Adaptar par y velocidad de la salida del actuador a los valores adecuados para el movimiento de los eslabones del robot
Específicos para robots (altas prestaciones)
Características:
Bajo peso, tamaño y rozamiento
Capacidad de reducción elevada en un solo paso
Mínimo momento de inercia
Mínimo juego o Backslash (se define como el ángulo que gira el eje de salida cunado se cambia el su sentido de giro sin que llegue a girar el eje de entrada)
Alta rigidez torsional
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Reductores
Diferencia entre dientes: Z= Nc – Nf
Reducción: Z/Nf
www.harmonic-drive.com
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Reductores
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Robots de accionamiento directo (DD)
Robots de accionamiento eléctrico sin reductores
Ventajas:
Posicionamiento rápido y preciso
Mayor controlabilidad (aunque más compleja)
Simplificación del sistema mecánico
Desventajas:
Necesidad de motores especiales (par elevado a bajas revoluciones con alta rigidez)
Reducción de la resolución del codificador de posición
Típicos en robots SCARA
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Actuadores. (I) Tipos
Tipos empleados en robótica:
Neumáticos (cilindros y motores)
Hidráulicos (cilindros y motores)
Eléctricos (DC , AC y Motores paso a paso)
Características:
Potencia
Controlabilidad
Peso y volumen
Precisión
Velocidad
Mantenimiento
Coste
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Actuadores (II) Características
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Actuadores (III)neumática
Válvula neumática
Cilindro neumático de doble efecto
Motor de paletas
Motor de pistones axiales
Actuador rotativo piñon-cremallera
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Actuadores (IV)Eléctricos
Motor DC. Esquema y fdt
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Sensores internos. Tipos
Posición:
Analógicos:
Digitales:
Velocidad:
Tacogeneratriz
Presencia:
Potenciómetros, Inductosyn, Resolver, LVDT, Sincro
Encoders absolutos Regla óptica Encoders_incrementales
Inductivo
Capacitivo
Efecto Hall
Célula Reed
Óptico
Ultrasónico
Contacto
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Sensores internos (II)Funcionamiento
Encoder incremental
Sensores angulares de posición
Encoder absoluto
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Sensores internos. Funcionamiento
Sincro-resolver
Encoder lineal
resolver
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Sensores internos (III)Funcionamiento
LVDT
Inductosyn
Sensores lineales de posición
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Elementos Terminales (I) Elementos de aprehensión o sujeción
Sistemas de sujeción para robots
Tipos de sujeción Accionamiento Uso
Pinza de presión Neumático o eléctrico Transporte y manipulación
· desp. angular de piezas sobre las que no
· desp. lineal importe presionar
Pinza de enganche Neumático o eléctrico Piezas de grandes dimens.
o sobre las que no se puede
ejercer presión
Ventosas de vacío Neumático Cuerpos con superficie lisa
poco porosa (cristal,
plástico, etc.)
Electroimán Eléctrico Piezas ferromagnéticas.
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Elementos Terminales (II) Herramientas
Tipo de herramienta Comentarios
Pinza soldadura por puntos Dos electrodos que se cierran sobre la pieza a soldar
Soplete soldadura al arco Aportan el flujo de electrodo que se funde
Cucharón para colada Para trabajos de fundición
Atornillador Suelen incluir la alimentación de tornillos
Fresa- lija Para perfilar, eliminar rebabas, pulir, etc
Pistola de pintura Por pulverización de la pintura
Cañón láser Para corte de materiales, soldadura o
inspección.
Cañón de agua a presión Para corte de materiales.
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Elementos Terminales (III)