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FUNDAMENTOS A LA
MECATRONICA.
UNIVERSIDAD CATOLICADE CUENCA
INGENIERIA DE SISTEMAS
ING. JUAN CACERES
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SISTEMAS DE CONTROL
Hoy en da vivimos un constante proceso de actualizacin, de tal manera que lamayora de los procesos pasan a automatizarse, empleando para ello sistemasde control secuencial, los cuales estn basados en relevadoreselectromagnticos, relevadores de estado slido, temporizadores, contadores,circuitos lgicos (CI), controladores lgicos programables (PLC), computadoraspersonales (PC), etc.
FUNDAMENTOS
En este curso se incluyen los principios bsicos necesarios para iniciar en el
mundo del control secuencial basado en el control por contactos (Relevadores
Electromagnticos), que forma parte de la base de la automatizacin para
gobernarsistemas mecatrnicos
El control secuencial, denominado tambin control lgico o control binario
(ON/OFF), se encuentra relacionado con el anlisis y diseo de circuitossecuenciales. En los sistemas de control secuencial las entradas y las salidasdeterminan una serie de pasos para la operacin de un proceso.
Podemos decir que los botones pulsadores, micro-interruptores, finales decarrera, interruptores o detectores de proximidad se les denomina "entradas". Alas vlvulas solenoides, cilindros neumticos, contactores para arranque y parode motores, alarmas, pilotos de sealizacin, etctera, se les denomina"salidas.
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Qu es un sistema automatizado
GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
Bsicos
La automatizacin es un sistema que transfiere las
tareas propias de un proceso de produccin, realizadashabitualmente por operadores humanos a un conjuntode elementos tecnolgicos.
El sistema automatizado se compone principalmente de 2partes:
Mando Operativa
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GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
Bsicos La parte de Mando suele ser un autmata programable,
aunque hasta hace poco se utilizaban rels electromagnticos,tarjetas electrnicas o mdulos lgicos neumticos (tecnologacableada). En un sistema de fabricacin automatizado el
autmata programable no solo est en el centro del sistemasino que es el cerebro del mismo. Debe ser capaz decomunicarse con todos los constituyentes del mismo.
La parte Operativa suele ser aquella que acta directamente
sobre la maquina. Son todos y cada uno de aquelloselementos que permiten que la mquina tenga movimiento yproporcione la operacin requerida. Los elementos queforman la parte operativa son los actuadores de las maquinastales como: motores, cilindros, compresores y los detectores.
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Objetivos de la Automatizacin
GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
Bsicos
Mejorar la productividad de una empresa, reduciendo costos deproduccin e incrementando la calidad de la misma.
Mejorar las condiciones de trabajo del personal, suprimiendo lostrabajos penosos e incrementando la seguridad.
Realizar las operaciones imposibles de controlar intelectual omanualmente.
Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer lascantidades necesarias en el momento preciso.
Simplificar el mantenimiento de tal forma que el operario no requiera degrandes conocimientos para la manipulacin del proceso productivo.
Integrar la gestin y produccin.
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Ventajas de los Sistemas Automatizados.
GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
Bsicos
La automatizacin de un proceso frente al control manual del mismoproceso, brinda ciertas ventajas y beneficios de orden econmico, social,y tecnolgico, pudindose resaltar las siguientes:
Racionalizacin y uso eficiente de la energa y la materia prima.
Se asegura una mejora en la calidad del trabajo del operador y en eldesarrollo del proceso, esta depender de la eficiencia del sistemaimplementado.
Se obtiene una reduccin de costos, puesto que se racionaliza eltrabajo, se reduce el tiempo y dinero dedicado al mantenimiento.
Existe una reduccin en los tiempos de procesamiento de informacin. Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos y disminucin de la
contaminacin y dao ambiental.
Aumento en la seguridad de las instalaciones y la proteccin a lostraba adores
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Desventajas de los SistemasAutomatizados.
GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
Bsicos
Gran capital
Incremento en la dependencia del mantenimiento y reparacin POSIBLE REDUCCION DE PUESTOS DE TRABAJO
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GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
Bsicos
Podemos definir de forma general que el control es la adecuadaoperacin de una serie de elementos que nos darn una respuestadeseada en base a las necesidades y a los requerimientos
expresados en forma de instrucciones.
Qu es el control ?
Circuitos de control
Los circuitos de control son aquellos que reciben y procesan lainformacin de cualquier sistema industrial sobre las condiciones delmismo. Esta informacin representa hechos tales como, posiciones
mecnicas de partes mviles, temperaturas en diferentes lugares,presiones existentes en tubos, ductos y cmaras, caudales, fuerzasejercidas sobre dispositivos de deteccin, velocidades, rpm, tipos demateriales, etc.El circuito de control tiene la capacidad de tomar toda esta informacinemprica y combinarla con la que le suministra el operador. Esta
informacin representa la respuesta deseada del sistema, es decir, elresultado esperado.
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GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
BsicosCircuitos de controlDe acuerdo a la informacin suministrada por el operador y a losresultados obtenidos en el sistema, el circuito de control, tomadecisiones. Estas decisiones son la prxima accin que se ve reflejadaen el sistema.
Obviamente la decisin que toma el circuito decontrol no es una elaboracin propia del sistema.Solamente es el reflejo de los deseos deldiseador, quien previendo todas las posiblescondiciones de entrada, ha elaborado la lgicanecesaria para que las condiciones de salidasean apropiadas.De todo esto resalta la importancia que tiene eldiseador para resolver una situacindeterminada en un sistema industrial. La tareade un diseador consiste en llevar a cabo laintegracin de todos los elementos queintervienen en un circuito de control de una
manera segura y eficiente.
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GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
Bsicos
Los circuitos de control de cualquier ndole se pueden representar portres partes principales de la cuales podemos resaltar:
Elementos de un circuito de control
Elementos de entrada
Lgica del circuito
Elementos de salida
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GENERALIDADES DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
Conceptos
BsicosElementos de un circuito de control
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DIAGRAMA DE LOSCIRCUITOS DE CONTROL
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ACTUADORES Los actuadores son los elementos de los sistemas de control
que transforman la salida de un microprocesador o unsistema de control en una accin de control para unamquina o dispositivo. Son los encargados de realizarmovimientos o cualquier tipo de actuacin sobre el robot osus herramientas.
Por ejemplo, si es necesario Transformar una salida elctricadel con andador en un movimiento lineal que realiza eldesplazamiento de una carga. Otro ejemplo seria cuando lasalida elctrica del con-rolad anterior requiere transformarseen una accin que controle la cantidad de lquido que entra y
circula en una tubera.
Los actuadores suelen ser de tres tipos,
Neumticos o
Hidrulicos.
Elctricos,
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Con frecuencia las seales neumticas sonutilizadas para controlar elementos de actuacinfinal, incluso cuando el sistema de control eselctrico. Esto se debe a que con dichas seales es
posible accionar vlvulas de grandes dimensiones yotros dispositivos de control que requieren muchapotencia para mover cargas considerables. Laprincipal desventaja de los sistemas neumticos esla compresibilidad del aire.
Las seales hidrulicas se usan en dispositivos decontrol de mucho mayor potencia; sin embargo, sonms costosas que los sistemas neumticos y hayriesgos asociados con fugas de aceite; que no
ACTUADORESNEUMATICOS E HIDRAHULICOS
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ACTUADORESNEUMATICOS E HIDRAHULICOS
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Al estudiar los sistemas elctricos que se empleancomo actuadores de control debern tenerse encuenta Ios siguientes dispositivos y sistemas:
ACTUADORES ELECTRICOS
Dispositivos deconmutacin, como son losinterruptores mecnicos
(relevadores) y losinterruptores de estadoslido (diodos, tiristores ytransistores), en los que laseal de control enciende oapaga un dispositivo
elctrico, por ejemplo, uncalentador o un motor.
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ACTUADORES ELECTRICOS
Dispositivos tipo solenoide, en los cualesuna corriente que pasa por un solenoideacciona un ncleo de hierro dulce, porejemplo una vlvula hidrulica/neumtica
operada por solenoide, donde la corriente decontrol pasa por el solenoide que se utilizapara regular el flujo hidrulico/neumtico.
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ACTUADORES ELECTRICOS Sistemas motrices, por ejemplo, motores
de cd y de ca, en los cuales la corriente quepasa por el motor produce una rotacin.
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Sistema de impulsin del robot:
Pueden utilizar motores elctricos,servomotores, cilindros hidrulicos oneumticos, u otros. Con ellos movemos las
distintas partes del robot.
EJEMPLOS ACTUADORES
Cilindros hidrulicos Motor de corriente alterna
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EJEMPLOS ACTUADORES
Rels y contactores:
Se utilizan para activar tensiones y corrientesen los circuitos de potencia. Por ejemplopara controlar un arco de soldadura.
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EJEMPLOS ACTUADORES
Electrovlvulas:
Con ellas se controlan los circuitosneumticos e hidrulicos.
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EJEMPLOS ACTUADORES
Pinzas:
Son las manos del robot, con ellas agarranlos objetos.
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Soporte Tcnico
CURSO GENERAL DE
AUTOMATASPROGRAMABLESINDUSTRIALES
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Soporte Tcnico
NDICE
1. Introduccin al control con PLCs2. Iniciacin a la programacin del PLC
3. Programacin bsica del PLC con consola
4. Programacin avanzada del PLC
5. Unidades especiales de E/S
6. Programacin de PLCs con Syswin
7. Anexo I. DM de Configuracin de PLCs
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INTRODUCCION ALCONTROL CON PLCs
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EVOLUCION HISTORICA 1968: Procesador cableado sustituye a rels.
Dcada de los setenta Incorporacin de elementos hombre-mquina. Manipulaciones de datos Operaciones aritmticas Comunicaciones (ordenador) Incremento de memoria
E/S remotas Instrucciones ms potentes Desarrollo de comunicaciones con dispositivos
Dcada de los ochenta: Avance de la tecnologa P
Alta velocidad de respuesta, ms lenguajes Reduccin de dimensiones
Mdulos inteligentes, autodiagnstico Dcada de los noventa:
Buses de campo abiertos Utilizacin de tecnologa de ordenador: PCMCIA
/ETHERNET Conceptos OMRON Smart Factory Plug & Play / Down sizing / Easy to use
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AUTOMATIZACION
PackingPlstico
Herramienta
Montaje
Paletizador
PLCs diseados para cubrir las necesidades de control de cualquier
tipo de mquina.
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AUTOMATIZACION
Control de planta
Control de lnea
Telemando
Tratamiento de aguas
Domtica
Gestin de energa
Natica Proyectos pblicos
Medio ambiente
PLCs diseados para cualquier aplicacin de tipo
industrial o no industrial.
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AUTOMATIZACION
Hasta 128 E/S
Hasta 512 E/S
Ms de 512 E/S
3 Familias de PLCs para 3 niveles de aplicacin.
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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION
INCORPORACION DE UN ELEMENTO (PejPLC) PARA QUE CONTROLE ELFUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACION,DELA MAQUINA O DEL SISTEMA EN GENERAL
EN DEFINITIVA SE TRATA DE UN LAZOCERRADO ENTRE EL DISPOSITIVO QUECONTROLA (PLC) Y LA INSTALACION EN
GENERAL
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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION
EL ELEMENTO DE CONTROL (PLC) REACCIONAEN BASE A LA INFORMACION RECIBIDA PORLOS CAPTADORES (SENSORES) Y ELPROGRAMA LGICO INTERNO, ACTUANDOSOBRE LOS ACCIONADORES DE LA
INSTALACION.
INSTALACIN
CAPTADORES ACCIONADORES
PLC
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OBJETIVO Y FUNCION DE UNA AUTOMATIZACION
LOS PRINCIPALES FACTORES QUE FAVORECEN LA
APARICION Y EVOLUCION DE LOS PROCESOSAUTOMATICOS SON BASICAMENTE : ECONMICOS CALIDAD SEGURIDAD LABORAL
POR LO TANTO, LAS FUNCIONES BSICAS DE LAAUTOMATIZACION DE UNA MQUINA O DE UNAINSTALACIN SON: AUMENTAR LA PRODUCCION DISMINUIR COSTES MEJORAR LA CALIDAD DEL PRODUCTO ACABADO EVITAR TAREAS PELIGROSAS AL SER HUMANO INFORMACION EN TIEMPO REAL DEL PROCESO
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PROGAMACION LGICA
PARALELO NEGADOSERIE
AND OR NOTNEMNICO
LGICA
DIN
CONTACTOS
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Soporte Tcnico
CONCEPTO DE PLC
EL AUTOMATA PROGRAMABLE INDUSTRIAL
(PLC: programmable logic controller)
ES UN EQUIPO ELECTRNICO, PROGRAMABLEEN LENGUAJE NO INFORMATICO, DISEADOPARA CONTROLAR EN TIEMPO REAL Y EN
AMBIENTE DE TIPO INDUSTRIAL PROCESOSSECUENCIALES.
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Soporte Tcnico
CARACTERISTICAS PLCs OMRON
Recursos Configurables
Comunicaciones compatibles
Software de gestin comn
Mapeado de memoria
Perifricos comunes
Instrucciones compatibles
Marcado CE y fabricacin
europea
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Soporte Tcnico
ESTRUCTURA DE UN AUTOMATA
SEALES
DE
SENSORES
SEALES
A
ACTUADORES
ALIMENTACIN
MEMORIA
PROCESADOR
CPU
PERIFRICOS
Unidad central de procesos
Memoria de programacin (RAM,EPROM,EEPROM)
Sistema de control de E/S y perifericos
Dispositivo de entradas / salidas.
DISPOSITIVOS DE ENTRADA /
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DISPOSITIVOS DE ENTRADA /SALIDA
EL PLC RECIBE SEALESDE ENTRADA TALES COMO,ENCODERS, FOTOCELULAS,PULSADORES, TECLADOS,.
EL PLC ACTIVA MEDIANTE
SUS SALIDAS, VLVULAS,SOLENOIDES,CONTACTORES,INDICADORES LUMINOSOS, ...
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Soporte Tcnico
ESTADOS DE FUNCIONAMIENTO
PROGRAM. El PLC est en reposo, y puederecibir enviar el programa a un perifrico(consola, PC, )
MONITOR o RUN. El PLC ejecuta el programaque tiene en memoria, permitiendo en modomonitorel cambio de valores en los registrosdel mismo.
RUN
MONITOR
PROGRAM
MODO DE FUNCIONAMIENTO
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Soporte Tcnico
MODO DE FUNCIONAMIENTOMONITOR-RUN
CICLO DE SCAN Se llama as al conjunto de tareas que el automata lleva a
cabo cuando est controlando un proceso. TAREAS COMUNES: (SUPERVISION GENERAL) ACEPTACION DE ENTRADAS Y ACTUACION SOBRE SALIDAS EJECUCION DE LAS INSTRUCCIONES
SERVICIO A PERIFERICOS
TIEMPO DE RESPUESTA Tiempo necesario para llevar a cabo las distintas
operaciones de control. En particular, el tiempo de
respuesta de un sistema (activacin de una seal de salidaen relacin a una entrada) viene determinadoprincipalmente por: TIEMPO DE SCAN DE LA CPU TIEMPO DE ON/OFF DE LOS MODULOS DE E/S
MODO DE FUNCIONAMIENTO
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Soporte Tcnico
MODO DE FUNCIONAMIENTOMONITOR-RUN
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Soporte Tcnico
CICLO DE TRABAJO
PROCESOS COMUNES
GESTIN DE PERIFRICOS
EJECUCIN DEL PROGRAMA
REFRESCO DE E/S
- Programacin WATCH DOG- Verificar memoria de ususario- Verificar BUS E/S
- Gestin de transmisin con :
Consola de ProgramacinInterface de comunicaciones
- Scan secuencial de las
instruciones del programa
- Lectura del estado de los mdulos deE/S- Transferencia de estado a lassalidas
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Soporte Tcnico
MEMORIA DEL PLC La memoria del PLC se encuentra dividida
en varias reas, cada una de ellas con uncontenido y caractersticas distintas :
AREA DE PROGRAMA: En este rea es donde se encuentra almacenado el
programa del PLC (que se puede programar en lenguajeLadder nemnico).
AREA DE DATOS:
Este rea es usada para almacenar valores o para obtenerinformacin sobre el estado del PLC. Est dividida segnfunciones en IR, SR, AR, HR, LR,DM, TR, T/C.
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Soporte Tcnico
MEMORIA DEL PLC
MEMORIA
DE PROGRAMA : RAM CON BATERIA, EPROM EEPROM
INTERNA : RECURSOS DEL AUTOMATA
REGISTROS (CANALES) DE E/S CANALES ESPECIALES
DE DATOS : RAM MANTENIDA CON BATERIA
MEMORIAS DE DATOS REGISTROS PERMANENTES
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Soporte Tcnico
E/S CONEXION
Mdulos de ENTRADA
Unidad de entrada de
c.a.\c.c. Configuracin
del circuito.
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SISTEMA AUTOMATIZADO
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SISTEMAS ROBOTIZADOSINTRODUCCION
El trmino robot fueintroducido por elcheco Karel Capek en1921, y viene de lacombinacin de laspalabras checas
robota que significatrabajo obligatorio yrobotnik que significasiervo.
Ejemplos de Robots
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Ejemplos de Robots
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SISTEMAS ROBOTIZADO.
Un robot es una mquina o ingenio electrnicoprogramable, capaz de manipular objetos y realizaroperaciones antes reservadas solo a las personas.
Por ello los robots se hacen necesarios durante laautomatizacin y as poder eliminar al hombre durantela produccin.
Es especialmente til en lugares donde el ambiente detrabajo es perjudicial para las personas. Un ejemplo esun tren de pintura de coches.
FUNDAMENTO
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FUNDAMENTOS
Segn varios autores un robot se define como
una maquina programable, de propsitogeneral, que posee ciertas caractersticasantropomrficas, es decir, con caractersticasbasadas en la figura humana. Cabe destacar que
la caracterstica antropomrfica mas comn ennuestros das es la de un brazo mecnico, el cualrealiza diversas tareas industriales.
El campo de la robtica hallegado a ser una de lastareas de laautomatizacin masimportantes en laactualidad
ROBOTICA
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ROBOTICACONCEPTO DE ROBOT
Tambin definido como un manipulador, este es unmecanismo formado generalmente por elementosentre si, destinado al agarre y desplazamiento deobjetos. Es multifuncional y puede ser gobernadodirectamente por un operador humano o mediante un
dispositivo lgico.Es multifuncional ypuede ser gobernadodirectamente por un
operador humano omediante un dispositivolgico.
SISTEMA ROBOTIZADO
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SISTEMA ROBOTIZADO.
Por otra parte losrobots pueden serreprogramados y un
mismo robot realizartares diversas segnnos convenga.
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ARQUITECTURA DE UN ROBOT
La utilizacin de un robot, se hace muycomn en un gran nmero deaplicaciones, donde se pretendesustituir a las personas, por lo que el
aspecto del robot es muy parecido albrazo humano.
Consta de una base que est unido aun cuerpo y un brazo unido al cuerpo.El brazo puede estar descompuesto enantebrazo, brazo, mueca y mano.
ARQUITECTURA DE UN ROBOT
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ARQUITECTURA DE UN ROBOT
El brazo humano inspira para crear robots
Para poder conocer el estado de las variables delentorno utiliza sensores, que facilitan la informacin alordenador, una vez analizada, realiza las actuacionesnecesarias por medio de los actuadores.
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PARTES DE LOS ROBOTS
Partes de los robots
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Partes de los robots
Los robots disponen
de cuerpo rgido, en elque hay eslabonescon movimiento.
Los eslabones se
unen entre smediantearticulaciones, quepermiten elmovimiento.
Las partes ms importantes son:
1. Sensores: herramientas para lapercepcin
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Sensores
Los sensores permiten percibir lo quesucede en el medio ambiente, estaspueden ser:
1. Propio-percepcin2. Percepcin de fuerza
3. Percepcin tctil
4. El sonar
5. Datos de la cmara
1 Propio-
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1. Propiopercepcin
Saber donde se encuentran susarticulaciones.
Codificadores: se acoplan a lasarticulaciones y proporcionandatos muy precisos sobre elngulo.
Odmetro: utilizada por losrobots para medir cambios deposicin basndose en el giro desus ruedas.
Orientacin: mediante brjulas ogiroscopios.
Acelermetros. Mide cambios develocidad.
Tacmetro. Mide las RPM de un
motor.
S
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, .Sensores Sensor de fuerzas. Tiene
la capacidad de detectarfuerzas, permite tenermovimientos obedientesdonde el robot puededesplazarse en unadireccin mientras mantienecontacto y presin fija.
Percepcin tctil. Utilizaun material elsticos y unesquema de percepcinmediante el que se mide ladistorsin del material que
est tocndose. Se calcula
4 5
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4,5.Sensores El sonar. Usa el tiempo
que tarda un impulsosonoro producido por elsensor en llegar a unobjeto y ser reflejado porste. Es bueno paraevitar obstculos y
seguirle la pista a unblanco cercano, pero nosirve para el trazo demapas.
Cmara. Se usa paracaptar escenas del medioambiente.Para facilitar el trabajo delrobot se ponen etiquetasque el robot lee y lepermite saber con
ACTUADORES
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ACTUADORESSon herramientas para laejecucin:
Dispositivo que produceefectos en el entorno bajoel control del robot.
Estn provisto de unactuador que conviertecomandos de soft enmovimientos fsicos.
Son motores elctricos ocilindros hidrulicos oneumticos.
Ventosas de succin Pinzas de presin Desarmadores Pistolas para soldar
A t d
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/cart.mov -
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Actuadores:Los actuadores se utilizan de dos
maneras: Manipulacin: desplazaobjetos del entorno.
Permiten transportarobjetos en el ambiente detrabajo.
Dos tipos demovimientos:
Giratorios: alrededorde un eje
Prismticos:movimiento lineal(pistn en cilindro)
Locomocin: modifica laubicacin del robotrespecto del ambiente.
El movimientovalindose deextremidades inferioreses muy difcil para los
robots.
Las ruedas y llantas sonms eficientes.
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.Locomocin
Caminante estable: puedendetenerse en cualquier etapa de sumarcha sin caerse. Son lentos eineficiente en cuanto a consumo deenerga
Dinmicamente estables: Tienenbuen desempeo si estn enmovimiento. Utilizan un movimientortmico de 4, 2 o 1 piernas. Secaen si chocan contra algo.
Ruedas y llantas. Versusextremidades antropomrficas son:ms eficientes, ms fciles decontrolar, ms fciles construir y
difciles de trasladar y apuntar enal una direccin.
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/walking_video.mov -
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2. Manipulacin
Son efectores que transportanobjetos en el ambiente. Se estudiamediante la cinemtica.
Las cinemtica es el estudio de lacorrespondencia entre losmovimientos del actuador y elmovimiento obtenido.
Tipos de movimientos: Giratorios: Prismticos:
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TIPOS DE
ARTICULACIONES
ra o e
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ra o eLibertad
Mecnicamente un robot est
formado por una serie deelementos o eslabones unidosmediante articulaciones quepermiten un movimiento relativoentre cada dos eslabonesconsecutivos. Cada uno de los movimientos independientes
que puede realizar cada articulacin sedenomina grado de libertad (GDL).
Los GL son el nmero de variablesindependientes que fijan la situacin delrgano terminal. Al final el N de GL es igual al
nmero de eslabones en la cadena
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Tipos de Articulaciones
Un robot convencional es una secuencia dearticulaciones, formando una cadenacinemtica.
Se conoce cinco tipos de articulaciones
bsicas:1. Rotacional 1 GL2. Prismtica 1 GL3. Cilndrica 2 GL4. Planar 2 GL
5. Esfrica (rtula) 3 GL6. Tornillo 1 GL
Esta secuencia da origen un conjunto deparmetros que hay que conocer para definir
la posicin y orientacin del efector final.
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Tipos de Articulaciones
Prismtica
1 GL
Cilndrica
2 GL
Planar
2 GL
Esfrica (rtula)
3 GL
Rotacional
1 GL
Tornillo
1 GL
Estructuras Bsicas
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Estructuras Bsicas
Cartesiana [PPP]Polar [RRP]
Esfrica
Cilndrica [RPP] Angular [RRR]
Articulada
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Estructuras Bsicas
SCARA [RRP]
(Selective Compliance
Assembly Robot Arm)
Volumen de Trabajo
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Volumen de Trabajo Es el volumen para el desempeo de su
tarea Definido en el espacio euclidiano Se construye trazando los lmites de
cada elemento (eslabn) y cadaarticulacin
Cartesiano
PPP
Cilndrica
RPP Esfrica
RRP
Volumen de Trabajo
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Volumen de Trabajo
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Locomocin - Grados de libertad
Robot no holonmico: cuando lacantidad de grados de libertadcontrolables es menor que la cantidadde grados de libertad. Cuanto mayorsea la diferencia mayor es la
complejidad para controlarlo. Robot holonmico: cuando la cantidad
de grados de libertad totales ycontrolables es la misma. Se pueden construir robots holonmicos perotienen un elevado costo por la complejidad
mecnica. Estos diseos facilitan el control, pero la sencillez
mecnica de los no holonmicos los convierte en lamejor opcin la mayora de las veces. Se pueden
agregar ruedas como los carros de los bomberos
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APLICACIONES DE LA
ROBOTICA
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Clasificacin de Robots
Robots Manipuladores. Conocidos comorobots industriales. Son brazos articulados.
Robots Mviles. Permiten la movilidad del
robot, incrementando la autonoma delmanipulador.
Robots Autnomos. Realizan sus actividades
sin intervencin humana.
Tele-robtica. Operacin de efectores atravs de una red local o Internet.
Robots Industriales
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Robots Industriales Un robot industrial es
un manipuladorprogramablemultifuncionaldiseado para movermateriales, piezas,
herramientas odispositivosespaciales, mediantemovimientos variados,programaos para la
ejecucin de ladistintas tareas.
Se intenta que el robotno slo seaprogramado sin que
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TIPOS DE ROBOTS INDUSTRIALES.
Los robots industriales componen unagran gama de tamaos yconfiguraciones.
La configuracin hace referencia a laforma fsica que le ha sido dada a los
brazos. Podemos encontrar lassiguientes configuraciones:
TIPOS DE ROBOTS INDUSTRIALES.
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Robot cartesiano. Este tipo de robot utiliza tresdispositivos deslizantes perpendiculares entre si, para
generar movimientos de acuerdo a los tres ejescartesianos X, Y y Z.
TIPOS DE ROBOTS INDUSTRIALES.
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Robot cilndrico. Se basa en una columna verticalque gira sobre la base. Tambin tiene dos dispositivos
deslizantes que pueden generar movimientos sobrelos ejes Z e Y.
TIPOS DE ROBOTS INDUSTRIALES.
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Robot esfrico o polar. Utiliza un brazo telescpicoque puede bascular en torno a un eje horizontal. Este
eje telescpico est montado sobre una basegiratoria. Las articulaciones proporcionan al robot lacapacidad de desplazar el brazo en una zonaesfrica.
TIPOS DE ROBOTS INDUSTRIALES.
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Robot de brazo articulado. Se trata de una columnaque gira sobre la base. El brazo contiene una
articulacin, pero slo puede realizar movimientos enun plano. En el extremo del brazo contiene una ejedeslizante que se desplaza en el eje Z. El robot mscomn de este tipo se conoce como robot SCARA.
TIPOS DE ROBOTS INDUSTRIALES.
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Robot antropomrfico. Est constituido por doscomponentes rectos que simulan el brazo o antebrazo
humano, sobre una columna giratoria. Estosantebrazos estn conectados mediante articulacionesque se asemejan al hombro y al codo.
U d R b t l I d t i
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Uso de Robots en la Industria Soldadura. Permiten calidad, uniformidad y velocidad.
La soldadura puede ser por punto, por arco y por rayoslser.
Pintado por atomatizacin. Permite la consistencia,repetibilidad, reduccin de prdidas y de errores.
Operaciones de ensamblaje. Muy usado por la industriaautomotriz y en la industria de los microchips, evita eltrabajo tedioso y repetitivo, permitiendo la planificacin.
Manipulacin de materiales. Especialmente la cargasobre tarimas.
Carga y descarga de materiales en sistemas tipo AS/RS
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Carga y descarga de materiales en sistemas tipo AS/RS
Otras operaciones de manejo de materiales realizadas
b t i l ( t i ll t )
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por robots incluyen empaque (en tarimas o pallets).
Transporte de materiales
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Operaciones de ensamble automatizado
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Soldadura
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Las aplicaciones de soldadura realizadas por robotsson muy comunes en la industria automotriz
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son muy comunes en la industria automotriz.
As como para la aplicacin de diversos tipos deresinas
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resinas.
Tambin ciertas operaciones de mecanizado tales
l li i i d l d i l d
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como la eliminacin del exceso de material de una
pieza utilizando para ello una herramienta de corte y
otras aplicaciones.
Robots Autnomos
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Un agenteautnomo es aquelcuya conducta sebasa principalmenteen su propiaexistencia, aunquepudiendo utilizarcierto conocimientoya integrado.
Es aquel queaprende porexperiencia.
Tele-robtica
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En este caso lastareas de percepcindel entorno,planificacin ymanipulacincompleja son
realizadas porhumanos. El operador acta en
tiempo real cerrando
un bucle de control dealto nivel. El sistema le puede
permitir al operador