introducción robótica

Objetivo. Recorrer los aspectos básicos de la

robótica industrial así como de la robótica

móvil: actuadores, sensores, planificación,

programación, cinemática, dinámica,

control, generación de trayectorias, simulación,...

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Introducción

• ¿Qué entienden por robot?

• ¿Cómo funciona un robot?

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Introducción

• ¿Es un robot?

3

Introducción

• ¿Es un robot?

4

Introducción

• ¿Es un robot?

5

Introducción

• ¿Es un robot?

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Introducción

• ¿Es un robot?

7

Introducción

• ¿Es un robot?

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Los orígenes

Automatous: del griego autós: sí mismo y motus: movimiento (diccionario inglés, 1671 ).

Automaton: máquina que se mueve por sí sola o por

resortes invisibles (diccionario webster, 1780). Automaton: máquina que se mueve por sí misma, o que

tiene fuerza motriz por sí misma; aplicado a las máquinas que imitan a las personas o a los animales (diccionario webster, 1805).

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El término “robot”

1920 Karel Capek escribe la obra teatral R.U.R (Rossum's Universal Robots) Conocida por utilizar por primera vez: robot. Robot: ciervo, esclavo Robot En la obra de Capek R.U.R , un gran número de personas fabricadas artificialmente, eficaz mecánicamente, pero desprovista de sensibilidad. De ahí una persona insensible, brutal, pero eficaz. (diccionario Webster, 1934)

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El término “robotica”

1942 Isaac Asimov, en el Relato Runaround, publicado en la revista Astounding utiliza por primera vez la palabra Robótica al enunciar las Tres Leyes de la Robótica: 1. Un robot no puede dañar a un ser humano ni,

mediante la inacción permitir que resulte dañado. 2. Un robot debe obedecer las órdenes de los seres

humanos excepto cuando contradigan la primera ley.

3. Un robot debe proteger su propia existencia, siempre que no contradiga ni la primera ni la segunda.

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Antecedentes – siglo XVI

Autómata: figura de santo Juanelo Turriano (Italia, 1500?-1585) Se traslada a España, en 1529 el emperador Carlos V le nombra Relojero de Corte. Crea un muñeco autómata para Felipe II. El muñeco caminaba, movía ojos, boca, manos.

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http://www.youtube.com/watch?v=Ycyj76VPOtc#t=130

Antecedentes – siglo XVI

Autómata: tocadora de laúd. Da algunos pasos y al mismo tiempo saca notas musicales. (Vienna, Kunsthistorisches Museum)

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Antecedentes – siglo XVIII

Autómata: pato de Vaucanson. (Jacques de Vaucanson, Francia 1709-1782). Podía mover las alas, comer y digerir grano. Más de 1000 piezas en el cuerpo y la base, 400 en las alas.

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http://www.youtube.com/watch?v=UoJ0OHWl3b8

Autómatas famosos

• 1352 Desconocido Gallo Catedral de Estrasburgo

• 1499 L. Da. Vinci León mecánico • 1525 J. Turriano Hombre de palo • 1738 J. De Vaucanson Fautista, pato,

muñecas • 1769 Von Kempelen Jugador de Ajedrez • 1770 Familia Droz Organista,

dibujante • 1805 H. Maillardet Muñeca mecánica

que dibuja

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Los Robots y los Humanos

¿Qué es un robot?

"Robots son máquinas en las que se integran componentes

mecánicos, eléctricos, electrónicos y de comunicaciones, y

dotadas de un sistema informático para su control en tiempo real,

percepción del entorno y programación."

Aníbal Ollero Baturone (2003)

Robots industriales Robots móviles

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"Inteligencia"

Los Robots y los Humanos

Mover Sentir

Pensar

¿Qué es un robot móvil?

"... machines that move intelligently in their environment." Gregory Dudek (2000)

Tomar decisiones

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Robots Industriales

Robot manipulador industrial: dispositivo

controlado automáticamente, reprogramable,

multipropósito, de tres o más ejes, que puede ser

fijo o en un sitio móvil, destinado a aplicaciones de automatización industrial (ISO 8373).

Reprogramable: que se pueden cambiar los

movimientos sin alteración física.

Multipropósito: que se puede adaptar a varias

tareas.

Ejes: grados de libertad del sistema

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

1959 George Devol y Joseph Engelberger desarrollan el primer robot industrial

1961 Unimation, USA, instala el primer robot en GM

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

1962 Se instala el primer robot cilíndrico en la industria de Ford, USA.

1969 GM instala el primer robot de soldadura por punto.

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

1970 Primer Simposio Internacional sobre robótica industrial en Illinois Institute of Technology.

1971 Se establece la asociación japonesa de robótica (JIRA). 1973 Existen alrededor de 3000 robots operando. 1973 Se dispone del primer robot con 6 grados de libertad

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

1974 Kawasaki, Japón, fabrica el primer robot para soldadura por arco

1974 Primer robot controlado eléctricamente mediante un microprocesador

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

1978 Programmable Universal Machine for Assembly (PUMA) por Unimation

1978 La universidad de Yamanashi, Japón, desarrolla el robot SCARA

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

1979 Nachi, Japón fabrica el primer robot con motores eléctricos

1984 Adept, USA, robot SCARA con actuadores eléctricos

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

1985 KUKA, Alemania, introduce un nuevo brazo robótico a partir de un diseño diferente al tradicional.

1987 Fundación de International Federation of Robotics (IFR). Al año siguiente se publica la primera estadística de robots industriales.

1992 Demaurex, Suiza, fabrica el primer robot Delta

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

1999 Reis, Alemania, introduce una fuente láser como elemento de guiado.

2003 Según la IFR están 800000 robots en operación. 2004 Motoman, Japón, introduce NX100 que permite sincronizar 4

robots.

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

2006 Comau, Italia, introduce el primer Wirelees Teach Pedant. Dando seguridad al programador.

2006 KUKA, Alemania, presenta el primer robot liviano.

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Hitos relevantes de la robótica

industrial

2010 Fanuc, Japón, incorpora el primer robot con control basado en aprendizaje. Reduce vibraciones.

2011 1.1 millones de robots industriales operando en el mundo

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Los Robots y los Humanos

¿De dónde nació la robótica?

Robótica industrial ahora

Para reemplazar el ser humano en una gran variedad de tareas:

•tareas en condiciones difíciles (acceso al lugar de trabajo, riesgo

de accidentes, riesgo para la salud).

•manipulación de objetos con tamaño o/y forma haciendo difícil

una manipulación humana.

•tareas que requieren precisión y repetibilidad (pintura,

soldadura, fabricación, ensamblaje, aplicaciones médicas, ...)

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Los Robots y los Humanos

¿De dónde nació la robótica?

Robótica industrial ahora

Robots para ensamblar o "pick and place"

varias configuraciones...

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Los Robots y los Humanos

¿De dónde nació la robótica?

Robótica industrial ahora

Robots para pintar

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http://www.youtube.com/watch?v=kCI0IX_AiiE

Los Robots y los Humanos

¿De dónde nació la robótica?

Robótica industrial ahora

Robots para soldar

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Los Robots y los Humanos

¿De dónde nació la robótica?

Robótica industrial ahora

Robots cirujanos

Zeus, sistema teleoperado de cirujía

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• Robótica Móvil

– En los años 1980s hubo un desarollo muy

fuerte en robótica móvil, pero la robótica

industrial tuvo mayor desarrollo debido al

interés económico…

Los Robots y los Humanos

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• Robótica Móvil

– Stanford Cart 1979

-Capaz de cruzar un cuarto lleno de

obstáculos sin chocarse.

-Usaba una cámara esteroscópica para

tomar imágenes desde diferentes ángulos

y calcular la distancia entre el robot y los

objetos en la sala.

Los Robots y los Humanos

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Los Robots y los Humanos

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• Robótica Móvil

–Para poder moverse en un ambiente desconocido, se requieren

sensores más avanzados y cálculos mucho más largos.

–El mayor desarollo de la robótica móvil fue en los años

90 con los robots como Dante II (1994), Rover de la Nasa

(1996), P3 de Honda (2000),...

Los Robots y los Humanos

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Los Robots y los Humanos

38 http://asimo.honda.com/

http://www.youtube.com/watch?v=JlRPICfnmhw

• Robótica Móvil

–Hoy en día, los robots móviles empiezan a tener utilidad en la

vida real.

–Existen robots de servicios para aspirar la casa, distribuir

productos en una planta industrial, para cortar el césped,...

–Existen robots para trabajar en condiciones peligrosas: en el

agua, en el aire, desactivar bombas...

Los Robots y los Humanos

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Robots en el mundo

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Robots por sectores

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Robots por aplicaciones

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Robots por regiones

43

Robots por regiones

44

Robots por países

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Robots por países

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