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La Robótica




Enviado por fduenas_



    1.
    2.
    Breve historia de la
    robótica

    3.
    Automatización y
    robótica

    4.
    Clasificación de
    los robots

    5.
    Aplicaciones
    6.
    Industria
    7.
    Aplicación de
    transferencia de material

    8.
    Carga y descarga de
    maquinas

    9.
    Operaciones de
    procesamiento

    10.
    Otras Operaciones de
    proceso

    11.
    Laboratorios
    12.
    Manipuladores
    cinematicos

    13.
    Agricultura
    14.
    Espacio
    15.
    Vehículos
    submarinos

    16.
    Educación

    17. El mercado de la
    robótica y las perspectivas
    futuras

    18.
    Proyecto
    quetzalcoatl

    1.
    Introducción

    La robótica
    es un concepto de
    dominio
    publico. La mayor parte de la gente tiene una idea de lo que es
    la robótica,
    sabe sus aplicaciones y el potencial que tiene; sin embargo, no
    conocen el origen de la palabra robot, ni tienen idea del origen
    de las aplicaciones útiles de la robótica como
    ciencia.

    La robótica como hoy en día la conocemos,
    tiene sus orígenes hace miles de anos. Nos basaremos en
    hechos registrados a través de la historia, y comenzaremos
    aclarando que antiguamente los robots eran conocidos con el
    nombre de autómatas, y la robótica no era
    reconocida como ciencia, es
    mas, la palabra robot surgió hace mucho después del
    origen de los autómatas.

    Desde el principio de los tiempos, el hombre ha
    deseado crear vida artificial. Se ha empeñado en dar vida
    a seres artificiales que le acompañen en su morada, seres
    que realicen sus tareas repetitivas, tareas pesadas o
    difíciles de realizar por un ser humano. De acuerdo a
    algunos autores, como J. J. C. Smart y Jasia Reichardt,
    consideran que el primer autómata en toda la historia fue Adán
    creado por Dios. De acuerdo a esto, Adán y Eva son los
    primero autómatas inteligentes creados, y Dios fue quien
    los programó y les dio sus primeras instrucciones que
    debieran de seguir. Dentro de la mitología
    griega se puede encontrar varios relatos sobre la
    creación de vida artificial, por ejemplo, Prometeo creo el
    primer hombre y la
    primer mujer con barro y
    animados con el fuego de los cielos. De esta manera nos damos
    cuenta de que la humanidad tiene la obsesión de crear vida
    artificial desde el principio de los tiempos. Muchos han sido los
    intentos por lograrlo.

    Los hombres creaban autómatas como un pasatiempo,
    eran creados con el fin de entretener a su dueño. Los
    materiales que
    se utilizaban se encontraban al alcance de todo el mundo, esto
    es, utilizaban maderas resistentes, metales como el cobre y
    cualquier otro material moldeable, esto es, que no necesitara o
    requiriera de algún tipo de transformación para
    poder ser
    utilizado en la creación de los
    autómatas.

    Estos primeros autómatas utilizaban,
    principalmente, la fuerza bruta
    para poder realizar
    sus movimientos. A las primeras maquinas herramientas
    que ayudaron al hombre a
    facilitarle su trabajo no se les daba el nombre de
    autómata, sino más bien se les reconocía
    como artefactos o simples maquinas.

    2. Breve historia de
    la robótica.

    Por siglos el ser humano ha construido máquinas
    que imiten las partes del cuerpo humano.
    Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las
    estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por
    sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de
    estos era inspiración de sus dioses. Los griegos
    construyeron estatuas que operaban con sistemas
    hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los
    adoradores de los templos.

    Durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron
    construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que
    tenían algunas características de robots.

    Jacques de Vauncansos construyó varios
    músicos de tamaño humano a mediados del siglo
    XVIII. Esencialmente se trataba de robots mecánicos
    diseñados para un propósito específico: la
    diversión.

    En 1805, Henri Maillardert construyó una
    muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos. Una
    serie de levas se utilizaban como ‘ el programa
    para el dispositivo en el proceso de
    escribir y dibujar. Éstas creaciones mecánicas de
    forma humana deben considerarse como inversiones
    aisladas que reflejan el genio de hombres que se anticiparon a su
    época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la
    revolución
    industrial, creadas por mentes de igual genio, muchas de las
    cuales estaban dirigidas al sector de la producción textil. Entre ellas se puede
    citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora
    mecánica de Crompton (1779), el telar
    mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard
    (1801), y otros.

    El desarrollo en
    la tecnología, donde se incluyen las poderosas
    computadoras
    electrónicas, los actuadores de control
    retroalimentados, transmisión de potencia a
    través de engranes, y la tecnología en
    sensores han
    contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para
    desempeñar tareas dentro de la industria. Son
    varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los
    primeros robots en la década de los 50’s. La
    investigación en inteligencia
    artificial desarrolló maneras de emular el
    procesamiento de información humana con computadoras
    electrónicas e inventó una variedad de mecanismos
    para probar sus teorías.

    No obstante las limitaciones de las máquinas
    robóticas actuales, el concepto popular
    de un robot es que tiene una apariencia humana y que actúa
    como tal. Este concepto humanoide ha sido inspirado y estimulado
    por varias narraciones de ciencia ficción.

    Una obra checoslovaca publicada en 1917 por Karel Kapek,
    denominada Rossum’s Universal Robots, dio lugar al
    término robot. La palabra checa ‘Robota’
    significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo
    al ingles se convirtió en el término robot. Dicha
    narración se refiere a un brillante científico
    llamado Rossum y su hijo, quienes desarrollan una sustancia
    química
    que es similar al protoplasma. Utilizan ésta sustancia
    para fabricar robots, y sus planes consisten en que los robots
    sirvan a la clase humana de forma obediente para realizar todos
    los trabajos físicos. Rossum sigue realizando mejoras en
    el diseño
    de los robots, elimina órganos y otros elementos
    innecesarios, y finalmente desarrolla un ser ‘ perfecto
    ’. El argumento experimenta un giro desagradable cuando los
    robots perfectos comienzan a no cumplir con su papel de
    servidores y
    se rebelan contra sus dueños, destruyendo toda la vida
    humana.

    Entre los escritores de ciencia ficción, Isaac
    Asimov contribuyó con varias narraciones relativas a
    robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el
    acuñamiento del término Robótica. La
    imagen de
    robot que aparece en su obra es el de una máquina bien
    diseñada y con una seguridad
    garantizada que actúa de acuerdo con tres principios.

    Estos principios fueron
    denominados por Asimov las Tres Leyes de la
    Robótica
    , y son:

    1. Un robot no puede actuar contra un ser humano o,
      mediante la inacción, que un ser humano sufra
      daños.
    2. Un robot debe de obedecer las ordenes dadas
      por los seres humanos, salvo que estén en conflictos
      con la primera ley.
    3. Un robot debe proteger su propia
      existencia, a no ser que esté en conflicto
      con las dos primeras leyes.

    Consecuentemente todos los robots de Asimov son fieles
    sirvientes del ser humano, de ésta forma su actitud
    contraviene a la de Kapek.

    A continuación se presenta un cronograma de los
    avances de la robótica desde sus inicios.

    FECHA

    DESARROLLO

    SigloXVIII.

    A mediados del J. de Vaucanson construyó
    varias muñecas mecánicas de tamaño
    humano que ejecutaban piezas de música

    1801

    J. Jaquard invento su telar, que era una
    máquina programable para la urdimbre

    1805

    H. Maillardet construyó una muñeca
    mecánica capaz de hacer dibujos.

    1946

    El inventor americano G.C Devol desarrolló
    un dispositivo controlador que

     

    podía registrar señales
    eléctricas por medio magnéticos y
    reproducirlas para

     

    accionar un máquina mecánica. La
    patente estadounidense se emitió en 1952.

    1951

    Trabajo de desarrollo con teleoperadores (manipuladores
    de control
    remoto)

     

    para manejar materiales radiactivos. Patente de Estados
    Unidos emitidas para Goertz (1954) y Bergsland
    (1958).

    1952

    Una máquina prototipo de control
    numérico fue objetivo
    de demostración en el Instituto Tecnológico
    de Massachusetts después de varios años de
    desarrollo.

     

    Un lenguaje de
    programación de piezas denominado APT
    (Automatically

     

    Programmed Tooling) se desarrolló
    posteriormente y se publicó en 1961.

    1954

    El inventor británico C. W. Kenward
    solicitó su patente para diseño de robot.

     

    Patente británica emitida en
    1957.

    1954

    G.C. Devol desarrolla diseños para
    Transferencia de artículos programada.

     

    Patente emitida en Estados
    Unidos para el diseño en 1961.

    1959

    Se introdujo el primer robot comercial por Planet
    Corporation. estaba controlado por interruptores de fin de
    carrera.

    1960

    Se introdujo el primer robot
    ‘Unimate’’, basada en la transferencia de
    artic.

     

    programada de Devol. Utilizan los principios de
    control numérico para el

     

    control de manipulador y era un robot de
    transmisión hidráulica.

    1961

    Un robot Unimate se instaló en la Ford
    Motors Company para atender una

     

    máquina de fundición de
    troquel.

    1966

    Trallfa, una firma noruega, construyó e
    instaló un robot de pintura
    por pulverización.

     

     

     

    FECHA

    DESARROLLO

    1968

    Un robot móvil llamado
    ‘Shakey’’ se desarrollo en SRI (standford
    Research

     

    Institute), estaba provisto de una diversidad de
    sensores
    así como una cámara de visión y
    sensores táctiles y podía desplazarse por el
    suelo.

    1971

    El ‘Standford Arm’’, un
    pequeño brazo de robot de accionamiento
    eléctrico, se desarrolló en la Standford
    University.

    1973

    Se desarrolló en SRI el primer lenguaje
    de programación de robots del tipo de
    computadora para la investigación con la
    denominación WAVE. Fue

     

    seguido por el
    lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se
    desarrollaron

     

    posteriormente en el
    lenguaje VAL comercial para Unimation por Víctor
    Scheinman y Bruce Simano.

    1974

    ASEA introdujo el robot Irb6 de accionamiento
    completamente eléctrico.

    1974

    Kawasaki, bajo licencia de Unimation,
    instaló un robot para soldadura por arco para estructuras de motocicletas.

    1974

    Cincinnati Milacron introdujo el robot T3 con
    control por computadora.

    1975

    El robot ‘Sigma’’ de Olivetti se
    utilizó en operaciones
    de montaje, una de las

     

    primitivas aplicaciones de la robótica al
    montaje.

    1976

    Un dispositivo de Remopte Center Compliance (RCC)
    para la inserción de

     

    piezas en la línea de montaje se
    desarrolló en los laboratorios Charles
    Stark

     

    Draper Labs en estados Unidos.

    1978

    El robot T3 de Cincinnati Milacron se
    adaptó y programó para realizar operaciones
    de taladro y circulación de materiales en
    componentes de aviones, bajo el patrocinio de Air Force
    ICAM (Integrated Computer- Aided Manufacturing).

    1978

    Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal
    Machine for Assambly) para tareas de montaje por Unimation,
    basándose en diseños obtenidos en un estudio
    de la General Motors.

    1979

    Desarrollo del robot tipo SCARA (Selective
    Compliance Arm for Robotic

     

    Assambly) en la Universidad de Yamanashi en Japón para montaje. Varios robots
    SCARA comerciales se introdujeron hacia 1981.

    1980

    Un sistema
    robótico de captación de recipientes fue
    objeto de demostración en la Universidad de Rhode Island. Con el empleo
    de visión de máquina

     

    el sistema
    era capaz de captar piezas en orientaciones aleatorias y
    posiciones

     

    fuera de un recipiente.

    FECHA

    DESARROLLO

    1981

    Se desarrolló en la Universidad de
    Carnegie- Mellon un robot de impulsión

     

    directa. Utilizaba motores
    eléctricos situados en las articulaciones del manipula dor sin las
    transmisiones mecánicas habituales empleadas en la
    mayoría de los robots.

    1982

    IBM introdujo el robot RS-1 para montaje, basado
    en varios años de desarro

     

    llo interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un
    brazo

     

    constituido por tres dispositivos de deslizamiento
    ortogonales. El lenguaje
    del robot AML, desarrollado por IBM, se introdujo
    también para programar

     

    el robot SR-1.

    1983

    Informe emitido por la investigación en
    Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de National Science
    Foundation sobre un sistema de montaje

     

    programable adaptable (APAS), un proyecto
    piloto para una línea de montaje automatizada
    flexible con el empleo
    de robots.

    1984

    Robots 8. La operación típica de
    estos sistemas
    permitía que se desarrollaran

     

    programas de robots utilizando gráficos interactivos en una
    computadora

     

    personal y luego se cargaban en el
    robot.

    3. Automatización y
    robótica

    La historia de la automatización industrial está
    caracterizada por períodos de constantes innovaciones
    tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas
    de automatización están muy ligadas a los sucesos
    económicos mundiales.

    El uso de robots industriales junto con los sistemas de
    diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de
    fabricación asistidos por computadora (CAM), son la
    última tendencia en automatización de los procesos de
    fabricación y luego se cargaban en el robot.. Éstas
    tecnologías conducen a la automatización industrial
    a otra transición, de alcances aún
    desconocidos.

    Aunque el crecimiento del mercado de la
    industria
    Robótica ha sido lento en comparación con los
    primeros años de la década de los 80´s, de
    acuerdo a algunas predicciones, la industria de la
    robótica está en su infancia. Ya
    sea que éstas predicciones se realicen completamente, o
    no, es claro que la industria robótica, en una forma o en
    otra, permanecerá.

    En la actualidad el uso de los robots industriales
    está concentrado en operaciones muy simples, como tareas
    repetitivas que no requieren tanta precisión. La Fig. 3.1
    refleja el hecho de que en los 80´s las tareas
    relativamente simples como las máquinas de
    inspección, transferencia de materiales, pintado
    automotriz, y soldadura son
    económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto
    a fabricación predicen que en ésta década y
    en las posteriores los robots industriales incrementaran su campo
    de aplicación, esto debido a los avances
    tecnológicos en sensorica, los cuales
    permitirán tareas mas sofisticadas como el ensamble de
    materiales.

    Como se ha observado la automatización y la
    robótica son dos tecnologías estrechamente
    relacionadas. En un contexto industrial se puede definir la
    automatización como una tecnología que está
    relacionada con el empleo de sistemas
    mecánicos-eléctricos basados en computadoras para
    la operación y control de la producción. En consecuencia la
    robótica es una forma de automatización
    industrial.

    Hay tres clases muy amplias de automatización
    industrial : automatización fija, automatización
    programable, y automatización flexible.

    La automatización fija se utiliza cuando el
    volumen de
    producción es muy alto, y por tanto se puede justificar
    económicamente el alto costo del
    diseño de equipo especializado para procesar el producto, con
    un rendimiento alto y tasas de producción elevadas.
    Además de esto, otro inconveniente de la
    automatización fija es su ciclo de vida
    que va de acuerdo a la vigencia del producto en el
    mercado.

    La automatización programable se emplea cuando el
    volumen de
    producción es relativamente bajo y hay una diversidad de
    producción a obtener. En este caso el equipo de
    producción es diseñado para adaptarse a la
    variaciones de configuración del producto; ésta
    adaptación se realiza por medio de un programa
    (Software).

    La automatización flexible, por su parte, es
    más adecuada para un rango de producción medio.
    Estos sistemas flexibles poseen características de la automatización
    fija y de la automatización programada.

    Los sistemas flexibles suelen estar constituidos por una
    serie de estaciones de trabajo interconectadas entre si por
    sistemas de almacenamiento y
    manipulación de materiales, controlados en su conjunto por
    una computadora.

    De los tres tipos de automatización, la
    robótica coincide mas estrechamente con la
    automatización programable.

    En tiempos más recientes, el control
    numérico y la telequerica son dos tecnologías
    importantes en el desarrollo de la robótica. El control
    numérico (NC) se desarrolló para máquinas
    herramienta a finales de los años 40 y principios de los
    50´s. Como su nombre lo indica, el control numérico
    implica el control de acciones de un
    máquina-herramienta por medio de números.
    Está basado en el trabajo
    original de Jhon Parsons, que concibió el empleo de
    tarjetas
    perforadas, que contienen datos de
    posiciones, para controlar los ejes de una
    máquina-herramienta.

    El campo de la telequerica abarca la utilización
    de un manipulador remoto controlado por un ser humano.

    A veces denominado teleoperador, el operador remoto es
    un dispositivo mecánico que traduce los movimientos del
    operador humano en movimientos correspondientes en una
    posición remota. A Goertz se le acredita el desarrollo de
    la telequerica. En 1948 construyó un mecanismo manipulador
    bilateral maestro-esclavo en el Argonne National Laboratory. El
    empleo más frecuente de los teleoperadores se encuentra en
    la manipulación de sustancias radiactivas, o peligrosas
    para el ser humano.

    La combinación del control numérico y la
    telequerica es la base que constituye al robot modelo. Hay
    dos individuos que merecen el reconocimiento de la confluencia de
    éstas dos tecnologías y el personal que
    podía ofrecer en las aplicaciones industriales. El primero
    fue un inventor británico llamado Cyril Walter Kenward,
    que solicitó una patente británica para un
    dispositivo robótico en marzo de 1954. (El esquema se
    muestra
    abajo).

    La segunda persona citada es
    George C. Devol, inventor americano, al que debe atribuirse dos
    invenciones que llevaron al desarrollo de los robots hasta
    nuestros días. La primera invención
    consistía en un dispositivo para grabar
    magnéticamente señales eléctricas y
    reproducirlas para controlar un máquina. La segunda
    invención se denominaba Transferencia de Artículos
    Programada.

     

    Un robot industrial es un máquina programable de
    uso general que tiene algunas características
    antropomórficas o ¨humanoides¨. Las
    características humanoides más típicas de
    los robots actuales es la de sus brazos móviles, los que
    se desplazarán por medio de secuencias de movimientos que
    son programados para la ejecución de tareas de utilidad.

    La definición oficial de un robot industrial se
    proporciona por la Robotics Industries Association (RIA),
    anteriormente el Robotics Institute of América.

    "Un robot industrial es un manipulador multifuncional
    reprogramable diseñado para desplazar materiales , piezas,
    herramientas o
    dispositivos especiales, mediante movimientos variables
    programados para la ejecución de una diversidad de
    tareas".

    Se espera en un futuro no muy lejano que la
    tecnología en robótica se desplace en una dirección que sea capaz de proporcionar a
    éstas máquinas capacidades más similares a
    las humanas.

    4.
    Clasificación de los robots

    La potencia del
    software en el
    controlador determina la utilidad y
    flexibilidad del robot dentro de las limitantes del diseño
    mecánico y la capacidad de los sensores. Los robots han
    sido clasificados de acuerdo a su generación, a su nivel
    de inteligencia,
    a su nivel de control, y a su nivel de lenguaje de
    programación. Éstas clasificaciones reflejan la
    potencia del software en el controlador, en particular, la
    sofisticada interacción de los sensores. La
    generación de un robot
    se determina por el orden
    histórico de desarrollos en la robótica. Cinco
    generaciones son normalmente asignadas a los robots industriales.
    La tercera generación es utilizada en la industria, la
    cuarta se desarrolla en los laboratorios de investigación,
    y la quinta generación es un gran sueño.

    1.- Robots Play-back, los cuales regeneran una
    secuencia de instrucciones grabadas, como un robot utilizado en
    recubrimiento por spray o soldadura por arco. Estos robots
    comúnmente tienen un control de lazo abierto.

    2.- Robots controlados por sensores, estos tienen
    un control en lazo cerrado de movimientos manipulados, y hacen
    decisiones basados en datos obtenidos
    por sensores.

    3.- Robots controlados por visión, donde
    los robots pueden manipular un objeto al utilizar información desde un sistema de
    visión.

    4.- Robots controlados adaptablemente, donde los
    robots pueden automáticamente reprogramar sus acciones sobre
    la base de los datos obtenidos por los sensores.

    5.- Robots con inteligencia
    artificial,
    donde las robots utilizan las técnicas
    de inteligencia
    artificial para hacer sus propias decisiones y resolver problemas.

    La Asociación de Robots Japonesa (JIRA) ha
    clasificado a los robots dentro de seis clases sobre la base de
    su nivel de inteligencia:

    1.- Dispositivos de manejo manual,
    controlados por una persona.

    2.- Robots de secuencia arreglada.

    3.- Robots de secuencia variable, donde un
    operador puede modificar la secuencia
    fácilmente.

    4.- Robots regeneradores, donde el operador
    humano conduce el robot a través de la tarea.

    5.- Robots de control numérico, donde el
    operador alimenta la programación del movimiento,
    hasta que se enseñe manualmente la tarea.

    6.- Robots inteligentes, los cuales pueden
    entender e interactuar con cambios en el medio
    ambiente.

    Los programas en el
    controlador del robot pueden ser agrupados de acuerdo al nivel
    de control
    que realizan.

    1.- Nivel de inteligencia artificial, donde el
    programa aceptará un comando como "levantar el producto" y
    descomponerlo dentro de una secuencia de comandos de bajo
    nivel basados en un modelo
    estratégico de las tareas.

    2.- Nivel de modo de control, donde los
    movimientos del sistema son modelados, para lo que se incluye la
    interacción dinámica entre los diferentes mecanismos,
    trayectorias planeadas, y los puntos de asignación
    seleccionados.

    3.- Niveles de servosistemas, donde los
    actuadores controlan los parámetros de los mecanismos con
    el uso de una retroalimentación interna de los datos
    obtenidos por los sensores, y la ruta es modificada sobre la base
    de los datos que se obtienen de sensores externos. Todas las
    detecciones de fallas y mecanismos de corrección son
    implementadas en este nivel.

    En la clasificación final se considerara el
    nivel del lenguaje de programación.
    La clave para una
    aplicación efectiva de los robots para una amplia variedad
    de tareas, es el desarrollo de lenguajes de alto nivel. Existen
    muchos sistemas de programación de robots, aunque la
    mayoría del software más avanzado se encuentra en
    los laboratorios de investigación. Los sistemas de
    programación de robots caen dentro de tres clases
    :

    1.- Sistemas guiados, en el cual el usuario
    conduce el robot a través de los movimientos a ser
    realizados.

    2.- Sistemas de programación de
    nivel-robot,
    en los cuales el usuario escribe un programa de
    computadora al especificar el movimiento y el sensado.

    3.- Sistemas de programación de
    nivel-tarea,
    en el cual el usuario especifica la
    operación por sus acciones sobre los objetos que el robot
    manipula.

    5.
    Aplicaciones

    Los robots son utilizados en una diversidad de
    aplicaciones, desde robots tortugas en los salones de clases,
    robots soldadores en la industria automotriz, hasta brazos
    teleoperados en el transbordador espacial.

    Cada robot lleva consigo su problemática propia y
    sus soluciones
    afines; no obstante que mucha gente considera que la
    automatización de procesos a
    través de robots está en sus inicios, es un hecho
    innegable que la introducción de la tecnología
    robótica en la industria, ya ha causado un gran impacto.
    En este sentido la industria Automotriz desempeña un
    papel
    preponderante.

    Es necesario hacer mención de los problemas de
    tipo social, económicos e incluso político, que
    puede generar una mala orientación de robotización
    de la industria. Se hace indispensable que la planificación de los recursos
    humanos, tecnológicos y financieros se realice de una
    manera inteligente.

    Por el contrario la Robótica contribuirá
    en gran medida al incremento de el empleo. ¿Pero, como se
    puede hacer esto? al automatizar los procesos en máquinas
    más flexibles, reduce el costo de
    maquinaria, y se produce una variedad de productos sin
    necesidad de realizar cambios importantes en la forma de
    fabricación de los mismo. Esto originara una gran cantidad
    de empresas
    familiares (Micro y pequeñas empresas ) lo que
    provoca la descentralización de la
    industria.

    6. Industria

    Los robots son utilizados por una diversidad de procesos
    industriales como lo son : la soldadura de punto y soldadura de
    arco, pinturas de spray, transportación de materiales,
    molienda de materiales, moldeado en la industria plástica,
    máquinas-herramientas, y otras más.

    A continuación se hará una breve
    explicación de algunas de ellas.

    7. Aplicación de transferencia de
    material

    Las aplicaciones de transferencia de material se definen como
    operaciones en las cuales el objetivo
    primario es mover una pieza de una posición a otra. Se
    suelen considerar entre las operaciones más sencillas o
    directas de realizar por los robots. Las aplicaciones normalmente
    necesitan un robot poco sofisticado, y los requisitos de
    enclavamiento con otros equipos son típicamente
    simples.

    8. Carga y descarga de
    maquinas.

    Estas aplicaciones son de manejos de material en las que el robot
    se utiliza para servir a una máquina de producción
    transfiriendo piezas a/o desde las máquinas. Existen tres
    casos que caen dentro de ésta categoría de
    aplicación:

    1. Carga/Descarga de Máquinas. El robot
      carga una pieza de trabajo en bruto en el proceso y
      descarga una pieza acabada. Una operación de
      mecanizado es un ejemplo de este caso.
    2. Carga de máquinas. El robot
      debe de cargar la pieza de trabajo en bruto a los materiales
      en las máquinas, pero la pieza se extrae mediante
      algún otro medio. En una operación de prensado,
      el robot se puede programar para cargar láminas de
      metal en la prensa, pero
      las piezas acabadas se permite que caigan fuera de la
      prensa por
      gravedad.
    3. Descarga de máquinas. La
      máquina produce piezas acabadas a partir de materiales
      en bruto que se cargan directamente en la máquina sin
      la ayuda de robots. El robot descarga la pieza de la
      máquina. Ejemplos de ésta categoría
      incluyen aplicaciones de fundición de troquel y
      moldeado plástico.

    La aplicación se tipifica mejor mediante una
    célula de trabajo con el robot en el
    centro que consta de la máquina de producción, el
    robot y alguna forma de entrega de piezas.

    9. Operaciones de
    procesamiento.

    Además de las aplicaciones de manejo de piezas, existe una
    gran clase de aplicaciones en las cuales el robot realmente
    efectúa trabajos sobre piezas. Este trabajo casi siempre
    necesita que el efector final del robot sea una herramienta en
    lugar de una pinza.

    Por tanto la utilización de una herramienta para
    efectuar el trabajo es
    una característica distinta de este grupo de
    aplicaciones. El tipo de herramienta depende de la
    operación de procesamiento que se realiza.

    Soldadura por puntos.
    Como el término lo sugiere, la soldadura por puntos es
    un proceso en el que dos piezas de metal se soldan en puntos
    localizados al hacer pasar una gran corriente
    eléctrica a través de las piezas donde se
    efectúa la soldadura.

    Soldadura por arco continua.
    La soldadura por arco es un proceso de soldadura continua en
    oposición a la soldadura por punto que podría
    llamarse un proceso discontinuo. La soldadura de arco continua
    se utiliza para obtener uniones largas o grandes uniones
    soldadas en las cuales, a menudo, se necesita una cierre
    hermético entre las dos piezas de metal que se van a
    unir. El proceso utiliza un electrodo en forma de barra o
    alambre de metal para suministrar la alta corriente
    eléctrica de 100 a 300 amperes.

    Recubrimiento con spray
    La mayoría de los productos
    fabricados de materiales metálicos requieren de alguna
    forma de acabado de pintura antes
    de la entrega al cliente. La
    tecnología para aplicar estos acabados varia en la
    complejidad desde métodos
    manuales
    simples a técnicas automáticas altamente
    sofisticadas. Se dividen los métodos de
    recubrimiento industrial en dos categorías:

    1.- Métodos de recubrimiento de flujo e
    inmersión.

    2.- Métodos de recubrimiento al spray.

    Los métodos de recubrimiento mediante flujo de
    inmersión se suelen considerar que son métodos de
    aplicar pintura al producto de baja tecnología. La
    inmersión simplemente requiere sumergir la pieza o
    producto en un tanque de pintura liquida.

    10. Otras Operaciones de proceso

    Además de la soldadura por punto, la soldadura
    por arco, y el recubrimiento al spray existe una serie de otras
    aplicaciones de robots que utilizan alguna forma de herramienta
    especializada como efector final. Operaciones que están en
    ésta categoría incluyen:

    Taladro, acanalado, y otras aplicaciones de
    mecanizado.
    Rectificado, pulido, desbarbado, cepillado y operaciones
    similares.
    Remachado, Corte por chorro de agua.
    Taladro y corte por láser.


    11. Laboratorios

    Los robots están encontrando un gran
    número de aplicaciones en los laboratorios. Llevan acabo
    con efectividad tareas repetitivas como la colocación de
    tubos de pruebas dentro
    de los instrumentos de
    medición. En ésta etapa de su desarrollo los
    robots son utilizados para realizar procedimientos
    manuales
    automatizados. Un típico sistema de preparación de
    muestras consiste de un robot y una estación de laboratorio,
    la cual contiene balanzas, dispensarios, centrifugados, racks de
    tubos de pruebas,
    etc.

    Las muestras son movidas desde la estación de
    laboratorios por el robot bajo el control de procedimientos de
    un programa.

    Los fabricantes de estos sistemas mencionan tener tres
    ventajas sobre la operación manual:
    incrementan la productividad,
    mejoran el control de
    calidad y reducen la exposición
    del ser humano a sustancias químicas nocivas.

    Las aplicaciones subsecuentes incluyen la medición del pH, viscosidad, y el
    porcentaje de sólidos en polímeros,
    preparación de plasma humano para muestras para ser
    examinadas, calor, flujo,
    peso y disolución de muestras para presentaciones
    espectromáticas.


    12. Manipuladores cinematicos

    La tecnología robótica encontró su
    primer aplicación en la industria nuclear con el
    desarrollo de teleoperadores para manejar material radiactivo.
    Los robots más recientes han sido utilizados para soldar a
    control remoto y la inspección de tuberías en
    áreas de alta radiación.
    El accidente en la planta nuclear de Three Mile Island en
    Pennsylvania en 1979 estimuló el desarrollo y
    aplicación de los robots en la industria nuclear. El
    reactor numero 2 (TMI-2) predio su enfriamiento, y provocó
    la destrucción de la mayoría del reactor, y dejo
    grandes áreas del reactor contaminadas, inaccesible para
    el ser humano. Debido a los altos niveles de radiación las
    tareas de limpieza solo eran posibles por medios
    remotos. Varios robots y vehículos controlados remotamente
    han sido utilizados para tal fin en los lugares donde ha ocurrido
    una catástrofe de este tipo. Ésta clase de robots
    son equipados en su mayoría con sofisticados equipos para
    detectar niveles de radiación, cámaras, e incluso
    llegan a traer a bordo un minilaboratorio para hacer
    pruebas.

    13. Agricultura

    Para muchos la idea de tener un robot agricultor es
    ciencia ficción, pero la realidad es muy diferente; o al
    menos así parece ser para el Instituto de
    Investigación Australiano, el cual ha invertido una gran
    cantidad de dinero y
    tiempo en el
    desarrollo de este tipo de robots. Entre sus proyectos se
    encuentra una máquina que esquila a la ovejas. La
    trayectoria del cortador sobre el cuerpo de las ovejas se planea
    con un modelo geométrico de la oveja.

    Para compensar el tamaño entre la oveja real y el
    modelo, se tiene un conjunto de sensores que registran la
    información de la respiración del animal como de su mismo
    tamaño, ésta es mandada a una computadora que
    realiza las compensaciones necesarias y modifica la trayectoria
    del cortador en tiempo
    real.

    Debido a la escasez de trabajadores en los obradores, se
    desarrolla otro proyecto, que
    consiste en hacer un sistema automatizado de un obrador, el
    prototipo requiere un alto nivel de coordinación entre una cámara de
    vídeo y el efector final que realiza en menos de 30
    segundos ocho cortes al cuerpo del cerdo.

    Por su parte en Francia se
    hacen aplicaciones de tipo experimental para incluir a los robots
    en la siembra, y poda de los viñedos, como en la pizca de
    la manzana.

    14. Espacio

    La exploración espacial posee problemas
    especiales para el uso de robots. El medio ambiente es
    hostil para el ser humano, quien requiere un equipo de
    protección muy costoso tanto en la Tierra como
    en el Espacio. Muchos científicos han hecho la sugerencia
    de que es necesario el uso de Robots para continuar con los
    avances en la exploración espacial; pero como
    todavía no se llega a un grado de automatización
    tan precisa para ésta aplicación, el ser humano
    aún no ha podido ser reemplazado por estos. Por su parte,
    son los teleoperadores los que han encontrado aplicación
    en los transbordadores espaciales.

    En Marzo de 1982 el transbordador Columbia fue el
    primero en utilizar este tipo de robots, aunque el ser humano
    participa en la realización del control de lazo
    cerrado.

    Algunas investigaciones
    están encaminadas al diseño, construcción y control de vehículos
    autónomos, los cuales llevarán a bordo complejos
    laboratorios y cámaras muy sofisticadas para la
    exploración de otros planetas.

    En Noviembre de 1970 los Rusos consiguieron el alunizaje
    del Lunokhod 1, el cual poseía cámaras de televisión, sensores y un pequeño
    laboratorio,
    era controlado remotamente desde la tierra.

    En Julio de 1976, los Norteamericanos aterrizaron en
    Marte el Viking 1, llevaba abordo un brazo robotizado, el cual
    recogía muestras de piedra, tierra y otros
    elementos las cuales eran analizados en el laboratorio que fue
    acondicionado en el interior del robot. Por supuesto
    también contaba con un equipo muy sofisticado de
    cámaras de vídeo.

    15. Vehículos
    submarinos

    Dos eventos durante
    el verano de 1985 provocaron el incremento por el interés de
    los vehículos submarinos. En el primero – Un avión
    de la Air Indian se estrelló en el Océano
    Atlántico cerca de las costas de Irlanda – un
    vehículo submarino guiado remotamente, normalmente
    utilizado para el tendido de cable, fue utilizado para encontrar
    y recobrar la caja negra del avión. El segundo fue el
    descubrimiento del Titanic en el fondo de un cañón,
    donde había permanecido después del choque con un
    iceberg en 1912, cuatro kilómetros abajo de la superficie.
    Un vehículo submarino fue utilizado para encontrar,
    explorar y filmar el hallazgo.

    En la actualidad muchos de estos vehículos
    submarinos se utilizan en la inspección y mantenimiento
    de tuberías que conducen petróleo,
    gas o aceite
    en las plataformas oceánicas; en el tendido e
    inspección del cableado para comunicaciones, para investigaciones
    geológicas y geofísicas en el suelo
    marino.

    La tendencia hacia el estudio e investigación de
    este tipo de robots se incrementará a medida que la
    industria se interese aún más en la
    utilización de los robots, sobra mencionar los beneficios
    que se obtendrían si se consigue una tecnología
    segura para la exploración del suelo marino y la
    explotación del mismo.

    16.
    Educación

    Los robots están apareciendo en los salones de
    clases de tres distintas formas. Primero, los programas
    educacionales utilizan la simulación
    de control de robots como un medio de enseñanza. Un ejemplo palpable es la
    utilización del lenguaje de programación del robot
    Karel, el cual es un subconjunto de Pascal; este es
    utilizado por la introducción a la enseñanza de la
    programación.

    El segundo y de uso más común es el uso
    del robot tortuga en conjunción con el lenguaje LOGO para
    enseñar ciencias
    computacionales. LOGO fue creado con la intención de
    proporcionar al estudiante un medio natural y divertido en
    el aprendizaje
    de las matemáticas.

    En tercer lugar está el uso de los robots en los
    salones de clases. Una serie de manipuladores de bajo costo,
    robots móviles, y sistemas completos han sido
    desarrollados para su utilización en los laboratorios
    educacionales. Debido a su bajo costo muchos de estos sistemas no
    poseen una fiabilidad en su sistema mecánico, tienen poca
    exactitud, no existen los sensores y en su mayoría carecen
    de software.

    17. El mercado de la
    robótica y las perspectivas futuras

    Las ventas anuales
    para robots industriales han ido creciendo en Estados Unidos a
    razón del 25% de acuerdo a estadísticas del año 1981 a 1992. El
    incremento de ésta tasa se debe a factores muy diversos.
    En primer lugar, hay más personas en la industria que
    tienen conocimiento
    de la tecnología y de su potencial para sus aplicaciones
    de utilidad. En segundo lugar, la tecnología de la
    robótica mejorará en los próximos
    años de manera que hará a los robots más
    amistosos con el usuario, más fáciles de
    interconectar con otro hardware y más
    sencillos de instalar.

    En tercer lugar, que crece el mercado, son previsibles
    economías de escala en la
    producción de robots para proporcionar una
    reducción en el precio
    unitario, lo que haría los proyectos de
    aplicaciones de robots más fáciles de justificar.
    En cuarto lugar se espera que el mercado de la robótica
    sufra una expansión más allá de las grandes
    empresas, que ha sido el cliente
    tradicional para ésta tecnología, y llegue a las
    empresas de tamaño mediano, pequeño y por que no;
    las microempresas.
    Estas circunstancias darán un notable incremento en las
    bases de clientes para los
    robots.

    La robótica es una tecnología con futuro y
    también para el futuro. Si continúan las tendencias
    actuales, y si algunos de los estudios de investigación en
    el laboratorio actualmente en curso se convierten finalmente en
    una tecnología factible, los robots del futuro
    serán unidades móviles con uno o más brazos,
    capacidades de sensores múltiples y con la misma potencia
    de procesamiento de
    datos y de cálculo
    que las grandes computadoras actuales. Serán capaces de
    responder a ordenes dadas con voz humana. Así mismo
    serán capaces de recibir instrucciones generales y
    traducirlas, con el uso de la inteligencia artificial en un
    conjunto específico de acciones requeridas para llevarlas
    a cabo. Podrán ver, oír, palpar, aplicar una
    fuerza media
    con precisión a un objeto y desplazarse por sus propios
    medios.

    En resumen, los futuros robots tendrían muchos de
    los atributos de los seres humanos. Es difícil pensar que
    los robots llegarán a sustituir a los seres humanos en el
    sentido de la obra de Carel Kapek, Robots Universales de
    Rossum
    . Por el contrario, la robótica es una
    tecnología que solo puede destinarse al beneficio de la
    humanidad. Sin embargo, como otras tecnologías, hay
    peligros potenciales implicados y deben establecerse salvaguardas
    para no permitir su uso pernicioso.

    El paso del presente al futuro exigirá mucho
    trabajo de ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, informática, ingeniería
    industrial, tecnología de materiales,
    ingenierías de sistemas de fabricación y ciencias
    sociales.

    18. Proyecto
    quetzalcoatl

    Introducción

    La Sociedad actual
    se encuentra inmersa en una Revolución
    Tecnológica, producto de la invención del transistor
    semiconductor en 1951 ( fecha en la que salió al mercado
    ). Este acontecimiento ha provocado cambios trascendentales
    así como radicales en los ámbitos sociales,
    económicos, y políticos del orbe
    mundial.

    Ésta Revolución
    da origen a un gran número de ciencias
    multidiciplinarias; este es el caso de la Robótica.
    La Robótica es una ciencia que surge a finales de la
    década de los 50´s, y que a pesar de ser una ciencia
    relativamente nueva, ha demostrado ser un importante motor para el
    avance tecnológico en todos los ámbitos ( Industria
    de manufactura,
    ciencia, medicina,
    industria espacial; etc.), lo que genera expectativas muy
    interesantes para un tiempo no muy lejano.

    Sin embargo es en la Industria de Manufactura
    donde la Robótica encuentra un campo de aplicación
    muy amplio, su función es
    la de suplir la mano de obra del Hombre en aquellos trabajos en
    los que las condiciones no son las óptimas para este (
    minas, plantas
    nucleares, el fondo del mar; etc.), en trabajos muy repetitivos y
    en inumerables acciones de trabajo.

    Debido al alto costo que representa el automatizar y
    robotizar un proceso de producción, la tendencia actual en
    Robótica es la investigación de microrobots y
    robots móviles autónomos con un cierto grado de
    inteligencia, este último es el campo en el que se basa
    este proyecto de
    investigación.

    Por lo anteriormente expuesto se explica la necesidad y
    la importancia de que Institutos de Investigación, Centros
    Tecnológicos, la Industria Privada en coordinación
    con las Universidades se den a la tarea de destinar recursos tanto
    económicos y humanos para aliviar el rezago
    tecnológico que el país padece.

    Cabe hacer mención que este proyecto fue
    financiado por el Centro de Investigación y Estudios
    Avanzados del IPN (CINVESTAV).

    ¿ QUE ES UN ROBOT ?

    Un robot puede ser visto en diferentes niveles de
    sofisticación, depende de la perspectiva con que se mire.
    Un técnico en mantenimiento
    puede ver un robot como una colección de componentes
    mecánicos y electrónicos; por su parte un ingeniero
    en sistemas puede pensar que un robot es una colección de
    subsistemas interrelacionados; un programador en cambio,
    simplemente lo ve como una máquina ha ser programada; por
    otro lado para un ingeniero de manufactura es una máquina
    capaz de realizar un tarea específica. En contraste, un
    científico puede pensar que un robot es un mecanismo el
    cuál él construye para probar una hipótesis.

    Un robot puede ser descompuesto en un conjunto de
    subsistemas funcionales: procesos, planeación, control, sensores, sistemas
    eléctricos, y sistemas mecánicos. El subsistema de
    Software es una parte implícita de los subsistemas
    de sensores, planeación, y control; que integra todos
    los subsistemas como un todo.

    En la actualidad, muchas de las funciones
    llevadas acabo por los subsistemas son realizadas manualmente, o
    de una forma off-line, pero en un futuro las investigaciones en
    estos campos permitirán la automatización de dichas
    tareas.

    El Subsistema de Procesos incluye las tareas que
    lleva acabo el robot, el medio ambiente
    en el cual es colocado, y la interacción entre este y el
    robot. Este es el dominio de la
    ingeniería aplicada. Antes de que un robot pueda realizar
    una tarea, ésta debe ser buscada dentro de una secuencia
    de pasos que el robot pueda ejecutar. La tarea de búsqueda
    es llevada acabo por el Subsistema de Planeación,
    el cuál incluye los modelos de
    procesos inteligentes, percepción
    y planeación. En el modelo de procesos, los datos que se
    obtienen de una variedad de sensores son fusionados (Integración Sensorial) con modelos
    matemáticos de las tareas para formar un modelo del mundo.
    Al usar este modelo de mundo, el proceso de percepción
    selecciona la estrategia para
    ejecutar la tarea. Estas estrategias son
    convertidas dentro de los programas de control de el robot
    durante el proceso de planeación.

    Estos programas son ejecutados por el Subsistema de
    Control;
    en este subsistema, los comandos de alto
    nivel son convertidos en referencias para actuadores
    físicos, los valores
    retroalimentados son comparados contra estas referencias, y los
    algoritmos de
    control estabilizan el movimiento de los elementos
    físicos.

    Al realizar ésta tarea los mecanismos son
    modelados, el proceso es modelado, la ganancia de lazo cerrado
    puede ser adaptada, y los valores
    medidos son utilizados para actualizar los procesos y los modelos
    de los mecanismos.

    Desde el subsistema de control se alimentan las
    referencias de los actuadores al Subsistema
    Eléctrico
    el cuál incluye todos los controles
    eléctricos de los actuadores. Los actuadores
    hidráulicos y neumáticos son usualmente manejados
    por electroválvulas controladas. También, este
    subsistema contiene computadoras, interfaces, y fuentes de
    alimentación. Los actuadores manejan los
    mecanismos en el Subsistema Mecánico para operar en
    el medio ambiente, esto
    es, realizar una tarea determinada. Los parámetros dentro
    del robot y del medio ambiente son monitoreados por el
    Subsistema de Sensores; ésta información
    sensórica se utiliza como retroalimentación en las
    ganancias de lazo cerrado para detectar potencialmente las
    situaciones peligrosas, para verificar que las tareas se realizan
    correctamente, y para construir un modelo del mundo.

     VEHÍCULOS

    La mayoría de los robots usan ya sea ruedas o
    extremidades para moverse. Estas son usualmente montadas sobre
    una base para formar un vehículo, también se montan
    sobre ésta base, el equipo y los accesorios que realizan
    otras funciones. Los
    robots más versátiles son los robots
    "serpentina"; llamados así por que su
    locomoción se inspira en el movimiento de las serpientes;
    se pueden utilizar en terrenos subterráneos y de espacios
    reducidos, donde el hombre no
    tiene acceso y el medio ambiente no es el más propicio,
    como en las minas, túneles y ductos.

    Algunos robots móviles tienen brazos
    manipuladores, esto es debido a sus funciones, y por otro lado la
    problemática de carecer de brazos idóneos; que
    tienen que ser pequeños, fuertes, eficientes y baratos. Un
    problema al cuál se enfrentan los diseñadores de
    robots, es la generación y almacenado de la
    energía; los cordones restringen el movimiento pero
    proveen energía ilimitada.

    En contraste los robots con libre movimiento son
    limitados por su cantidad de energía que puedan almacenar
    y requieren de comunicación inalámbrica.

    En la medida que los robots sean más
    sofisticados, serán utilizados en un mayor número
    de aplicaciones, muchas de las cuáles requieren movilidad.
    En algunas aplicaciones industriales, la necesidad de movilidad
    es eliminada por la construcción de células de
    trabajo alrededor del robot, de ésta manera un robot fijo
    puede dar servicio a
    varias máquinas. En estos sistemas de manufactura flexible
    (SMF) las partes son llevadas de una célula de
    trabajo a otra por vehículos autómatas. En
    ocasiones para limitar el movimiento del robot se monta sobre
    rieles para así llegar hasta las células de
    trabajo con menos complicaciones.

    La movilidad es usualmente llevada acabo mediante
    ruedas, rieles ó extremidades. Los robots con extremidades
    pueden andar en terrenos más rugosos que los robot con
    rodado, pero el problema de control es más complejo. Los
    robots pueden alcanzar movilidad volando. Algunos se deslizan
    ligeramente sobre al tierra sobre conductos de aire; otros usan
    levitación magnética, para lo que se requieren
    superficies especialmente preparadas.

    Los robots diseñados para usos en el espacio
    exterior no son afectados por la gravedad; se elimina el problema
    de levitación, pero se incrementa el problema del control
    y la estabilidad.

    VEHÍCULOS DE RODADO

    Mientras la gente y la mayoría de los animales se
    desplaza sobre extremidades, la mayoría de las
    máquinas móviles utilizan ruedas. La ruedas son
    más simples de controlar, tienen pocos problemas de
    estabilidad, usan menos energía por unidad de distancia de
    movimiento y son más veloces que las extremidades. La
    estabilidad se mantiene al fijar el centro de gravedad de el
    vehículo en triangulación de los puntos que tocan
    tierra. Sin embargo, las ruedas solamente pueden utilizarse sobre
    terrenos relativamente lisos y sólidos. Si se quiere
    utilizar el robot en terrenos rugosos las ruedas tienen que tener
    un tamaño mayor que los obstáculos
    encontrados.

    El arreglo más familiar para las ruedas de un
    vehículo es el utilizado por los automóviles.
    Cuatro ruedas son colocadas en las esquinas de un
    rectángulo. La mayoría de estos vehículos
    tiene maniobrabilidad limitada debido a que tienen que avanzar
    para poder dar vuelta. También se requiere de un sistema
    de suspensión para asegurar que las ruedas estén en
    contacto con la superficie durante todo el tiempo. Cuando el
    robot se desplaza en línea recta las cuatro ruedas tienen
    que girar a la misma velocidad, en
    cambio al
    momento de dar vuelta las ruedas interiores giran más
    lento que las ruedas exteriores.

    En un robot móvil, estos requerimientos son
    alcanzados por un buen diseño mecánico y mediante
    el control de la velocidad de
    las ruedas de dirección independiente. Sin embargo las
    imprecisiones que se presentan para alcanzar una trayectoria
    definida son causadas por factores mecánicos,
    deslizamiento de las ruedas, dobleces en los ejes de
    dirección, y desalineamiento de las ruedas.

    ¿EN QUE CONSISTE EL PROYECTO
    QUETZALCÓATL?

    OBJETIVOS

    1. Construir el prototipo de un Robot Móvil
      Autónomo para propósitos didácticos y/o
      para prueba y verificación de algoritmos
      de control. Y dejar, con este proyecto de investigación,
      las bases para próximas mejoras en la
      optimización del prototipo.
    2. Crear nuevos investigadores que cuenten con
      experiencia y habilidad en el desarrollo de investigaciones y
      realización de proyectos de este tipo.
    3. Motivar y crear bases para el desarrollo de
      más proyectos didácticos y/o aplicados a la
      industria.
    4. Crear vínculos con otras instituciones de enseñanza superior en
      el Estado
      con la Universidad de Guadalajara.

    METODOLOGÍA DEL DISEÑO
    El proyecto consta básicamente de cuatro etapas; Etapa de
    Investigación, Etapa de Síntesis
    Informativa, Etapa de Diseño y Construcción, Etapa
    de pruebas, calibración y control.

    A).- Etapa de Investigación.
    a) Adquisición de Bibliografía.

    b) Búsqueda de las fuentes de
    información específicas de aquellos elementos
    que constituyen el prototipo.

    c) Investigación de las variables que
    intervienen en el proceso de control del prototipo.

    d) Adquisición y estudio del software para el
    desarrollo e implementación de los algoritmos de
    control.

    B).- Etapa de Síntesis de la
    Información.

    Ésta etapa se basa en la etapa anterior y da como
    resultado una serie de elementos que son necesarios para el
    desarrollo de las siguientes etapas de el proyecto.

    C).- Etapa de Diseño y
    Construcción.

    En ésta etapa se aplica toda la información que se
    recaba y consulta, y que el diseño del prototipo requiere
    para el cumplimiento de los objetivos
    planteados anteriormente. En base a estos lineamientos se
    construyen las piezas que conforman el prototipo, con el material
    y componentes adecuados.

    D).- Etapa de Pruebas, Calibración y
    Control.

    Ésta es la etapa final, se adoptan las medidas necesarias
    para alcanzar los objetivos
    planteados. Se aplican los algoritmos de control y se prueban
    hasta conseguir el resultado esperado.

    DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
    El sistema propuesto consta de :

    Un Robot Móvil
    Autónomo.

    >Se encuentra formado por 2
    módulos unidos entre sí mediante una unión
    mecánica, la locomoción del prototipo se realiza
    por medio de dos ruedas en cada eslabón, en donde cada una
    de las que son parte de el primer eslabón cuenta con un
    actuador ( motorreductor de DC ).

    Los servosistemas se componen de un Driver tipo Chopper
    con control en lazo cerrado de velocidad, para cada actuador en
    forma independiente.

    La alimentación del Robot se realiza mediante
    módulos de baterías de 12 V y los voltajes se
    adaptan por medio de convertidores DC-DC.

    La información del entorno donde se mueve el
    Robot se recaba mediante sensores ultrasónicos, los cuales
    cuentan con una tarjeta de interfaz, la cual pasa dicha
    información al Cerebro del
    Robot.

    Debido a la complejidad del proyecto, este se descompone
    en un conjunto de subsistemas que son:

    – Subsistema Mecánico.
    Este subsistema
    incluye los eslabones, las uniones mecánicas y el
    módulo que contiene a todo el sistema que permite que las
    ruedas giren ( ruedas, ejes, coples, baleros).

    – Subsistema Eléctrico
    Este subsistema
    incluye los servosistemas ( Drivers ), las interfaces entre los
    sensores, los drivers y la
    computadora, así como las fuentes de
    alimentación.

    -Subsistemas de Sensores
    Ésta incluye los sensores de velocidad de tipo
    incremental, y sensores ultrasónicos para la
    exploración del medio ambiente.

    – Subsistemas de Procesos, Planeación y
    Control
    En este subsistema se encuentran el control de
    los motores y todas
    las tareas que realiza el prototipo interiormente y exteriormente
    al interactuar con el medio ambiente.

    Para llevar a cabo lo anterior se expande el bus ISA de la tarjeta madre,
    con lo que se logra optimar las tareas de
    procesamiento.

    Trabajo enviado y realizado por:
    Francisco Armando Dueñas
    Rodríguez
    fduenas_[arroba]hotmail.com
    Edad:
    23 años
    Universidad La Salle
    Lic. en Informática
    Cancún, Quintana Roo México

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