robótica: introducción

Tema 1Introducción a la Robótica

Sergio Esteves Rebollo

Definición de Robótica

Es una máquina mecatrónica poliarticulada con la habilidad de tener

autonomía de movimiento, capaz de reproducir actividades previamente

programadas y reaccionar al medio a través

de la valoración de sus condiciones internas y externas.

Definición de Robótica

Definición de Robot Industrial

Manipulador reprogramable con funciones múltiples diseñado para mover materiales,

partes, herramientas o dispositivos especializados a través de movimientos

variables programados para el desempeño de una gran diversidad de

tareas.

Componentes de un Robot Industrial

Sistemas constitutivos de un robot

Sistema mecánico• Tipos de articulación

Sistemas de percepción internos

Decodificador óptico incremental

Decodificador óptico absoluto

Sistema mecánicoTipos de Eslabones

Sistema mecánico

• Cadena cinemática abierta.

• Cadena cinemática cerrada

Configuraciones de manipuladores

Manipulador cartesiano

• Manipulador cilíndrico

Configuraciones de manipuladores

Configuraciones de manipuladores

Manipulador esférico

Configuraciones de Manipuladores

Manipulador antropomórfico

Configuraciones de manipuladores

• Manipulador SCARA

Especificaciones de los robots

• Número de ejes .

• Capacidad de carga activa.

• Velocidad máxima.

• Alcance y braceo.

• Repetibilidad.

• Precisión y exactitud.

Actuadores

• Es cualquier dispositivo que genera movimiento a partir de una señal eléctrica, química, etc.

• En un robot debe tener las siguientes características:– Baja inercia ---- Mayor velocidad de respuesta.– Alta rigidez ----- Evita desplazamientos por

deformaciones*– Control de posición

Actuadores

• Eléctricos

• Neumáticos

• Hidráulicos

Actuadores neumáticos

Características

• Dos posiciones.

• Apertura o cierre de pinzas.

• Demandan una instalación especial.

Actuadores neumáticos

Actuadores hidráulicos

Características

• Manejan presiones grandes.

• Mayor precisión que los actuadores neumáticos.

• Estabilidad frente a cargas estáticas.

• Su instalación requiere mayor mantenimiento.

Actuadores hidráulicos

Actuadores eléctricosTipo de motor Ventajas Desventajas

Motores de pasos Fáciles de controlar en cuanto a posición y velocidad. Teóricamente no necesitan sensores de posición externos.

No pueden tener un torque controlado. Además no pueden alcanzar mucha potencia.

Motores de CD Torque del motor puede ser controlado mediante la corriente que circula por el embobinado del rotor (mediante PWM).

Bajo costo.

No pueden entregar potencias elevadas. Debido a la conmutación entre el rotor y el controlador del motor, el motor sufrirá de desgaste.

Motores de CA. Manejan altas potencias y fuertes torques.

Ruido.Altos precios.Necesitan un resolvedor para

medir la posición angular (por lo tanto, se necesitan convertidores ADC para leer la posición).

Motores sin escobillas. No presentan desgaste.Mismas ventajas que el motor de

CD.Mejor desempeño que los

motores de CD.Alto precio

Generalmente se utilizan sensores de efecto Hall para la medición de posición.

Actuadores eléctricos

Sistema de decisión

Equipo periférico

Equipo periférico

• Maquinaria

• Equipo de transporte y alimentación

• Herramental– Órganos de prensión o sujeción

Maquinaria

Maquinaria

Máquinasherramientas o

de CNCTroqueladoras

HornosInyectoras

Automatización

Equipos de alimentación y transporte

• Bandas transportadoras

• Líneas de rodillos deslizantes

• AGV´s

Espacio de trabajo

Herramienta (órgano terminal)

• Manipular• Proceso de

manufactura

Herramientas

Órgano deprensión

Pistola derociado

Soldadura

Herramienta (órgano terminal)

• Fricción– Fagarre>W,Fmovimiento

– Dedos cubiertos de material suave– Dos puntos de contacto

• Restricción– Tipo mano humano (tentáculos).– Inmovilizan la pieza.– Prensor se acopla a la forma del objeto

Herramienta (órgano terminal)• Atracción o soporte

– Ventosas de vacío Materiales lisos o frágiles

– Pinzas magnéticas Materiales ferromagnétcos

Herramienta (órgano terminal)• *Pinzas

– Accionamiento hidráulico/neumático/eléctrico– Usos: objetos altas temperaturas, cortantes o radioactivos.– Permiten implementarles sensores.

Herramienta (órgano terminal)• Órganos expansores

– Membrana elástica inflada por aire– La membrana se adhiere a la pieza manipulada– Piezas frágiles o ligeras