grupo 1-programación en robótica-27!3!16

8/17/2019 Grupo 1-Programación en Robótica-27!3!16

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PROGRAMACION USADA EN

ROBOTICACaracterísticas, clasificaciones,tipos y datos de algunos lenguajesde programación aplicados a larobótica.


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INDICE

Características de los Lenguajes de Programación.Clasificación de los lenguajes

Clasificación de la Programación usada en Robótica

Programación Gestual o directaGestual punto a punto Aprendizaje directo Aprendizaje por dispositivos de enseñanza

Programación Textual especificativaConcusionesBibliografía


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CARACTERÍSTICAS DE LOS LENGUAJES

Diferencias entrelos lenguajes deprogramación de robots y lenguajes

clásicos:

El entorno en el que actúa el robot no puededescribirse normalmente en términos puramentecuantitativos.

Se necesitan incluir condiciones no usuales, comola prevención de colisiones.


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Las acciones del robot están sujetas aimprecisiones que pueden dar lugar a incidentesque el programa debe ser capaz de procesar.

Ciertas informaciones de los sensores del sistemapueden ser no sólo difíciles de procesar en tiemporeal, sino también ambiguas.

La mayoría de los entornos de programación sepueden realizar con seguimiento paso a paso delo programado.


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Un lenguaje de programación de robots puede tener lassiguientes Características:

Proporcionartipos de datos convencionales y específicos

(posicionamiento y orientación espacial).

Comprobación de sucesos, señales generadas por lossensores y su almacenamiento en variables sensoriales. Estasvariables son de alcance global y no se inicializan

explícitamente en el programa, como las variablesconvencionales.

Elementos depriorización de sucesos en caso deactivación simultánea de varios sensores.



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Incorporarórdenes de movimiento

La posibilidad de elegir la trayectoria del punto

terminal entre la posición actual y la final.

Puede memorizar la posición actual paracontinuar un movimiento en caso de interrupciónanormal.

Proporcionarmétodos específicos deinicialización y terminación de las accionesdel robot.



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Incorporar medios desincronización desucesos, que modifiquen la tarea.

Proporcionarconcurrencia o paralelismo,

Posibilitar lacomunicación entre procesos


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El sistema operativo que soporte tales

lenguajes debe ser de tiempo real.

Por ejemplo, el mantenimiento de la estabilidad

en el movimiento de las articulaciones del robotexige el muestreo de los sensores de posición conun período definido y corto, y el envío de la acciónde control calculada en ese mismo período.


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CLASIFICACIÓN DE LOSLENGUAJES. MÉTODOS DE

PROGRAMACIÓNLenguajes específicos para robots.

Diseñados normalmente por cada firma comercial

para sus robots, teniendo en cuenta únicamentesus propios sensores y actuadores. Generalmenteincorporan, además, descripción y razonamiento entérminos geométricos e interfaces a sistemas deCAD/CAM.


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PROGRAMACIÓNExtensiones de lenguajes clásicos.

Son específicos para el manejo desensores y actuadores, desarrolladospara lenguajes de propósito general comoC, PASCAL o BASIC.

Ó


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PROGRAMACIÓNEn función del nivel de abstracción para especificarla tarea, los lenguajes pueden ser:

Orientados al robot.

Son órdenes para la lectura del estado de los sensores ypara el movimiento de los actuadores.

El programador debe establecer de modo secuencial cuálserá el comportamientoDe aprendizaje.Estructurados.Experimentales o prototipos de investigación.


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PROGRAMACIÓNOrientados a la tarea.Se debe establecer las acciones a ejecutar pero notiene necesariamente que detallar cómo hacerlo.

Las decisiones se toman en función de:

Los objetivos propuestos.

El estado en cada momento del mundo del robot.


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CLASIFICACIÓN DE LAPROGRAMACIÓN USADA EN

ROBÓTICA

Explicito: El operador es el responsable de lasacciones de control y de las instrucciones

adecuadas que las implementan.

Implícito: Esta basada en la modelación delmundo exterior, cuando se describe la tarea y el

entorno y el propio sistema toma las decisiones.

La programación empleada en robótica

puede tener un carácter:


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CLASIFICACIÓN DE LAPROGRAMACIÓN USADA EN ROBÓTICA

La programación

explícita es la

utilizada en las

aplicaciones

industriales y consta

de dos técnicas

fundamentales:


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Existen dos formas generales

de programación textual:

Programación textual explícita

Programación textual especifcativa


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PROGRAMACIÓN TEXTUAL EXPLÍCITA.

En esta, el programa está formado por órdenes oinstrucciones concretas, que definen medianteoperaciones los movimientos punto a punto,quedando a cargo del programador las

situaciones especiales o anormales.

Existen dos niveles de programación textualexplícita:

-Nivel de movimiento elemental

-Nivel estructurado


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-Nivel de movimiento elemental formado por loslenguajes encaminados al control de movimientosque, a su vez, se puede dividir en articular (en casode estar destinados al control del movimiento de

las articulaciones indicando los movimientosangulares de éstas) y cartesiano cuando se definenlos movimientos en relación con el punto final deltrabajo, lo que lo hace válido para distintos tipos de

robot con ciertas transformaciones (son similares alBASIC)


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-Nivel estructuradoque intenta relacionar losobjetos con el sistema del robot, para lo que,siguiendo la filosofía del Pascal, se describenobjetos y transformaciones con estos. Esta última,

exige más nivel de conocimientos, pero hace que losprogramas sean más comprensibles y las accionesmás simples.


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LENGUAJE DE PROGRAMACIÓNGESTUAL PUNTO A PUNTO


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CRITERIO CLASIFICACIÓN

Geometría

Se basa en la forma del área de trabajo producida por el brazo del robot:

rectangular, cilíndrica o esférica.

Configuraciones

La configuración polar utiliza coordenadas polares para especificar cualquier

posición en términos de una rotación sobre su base, un ángulo de elevación yuna extensión lineal del brazo.

La configuración cilíndrica sustituye un movimiento lineal por uno rotacional

sobre su base, con los que se obtiene un medio de trabajo en forma de cilindro.

La configuración de coordenadas cartesianas posee tres movimientos lineales,y su nombre proviene de las coordenadas cartesianas, las cuales son más

adecuadas para describir la posición y movimiento del brazo. Los robots

cartesianos a veces reciben el nombre de XYZ, donde las letras representan a

los tres ejes del movimiento.

Grados de libertad

Consiste en contar el número de grados de libertad que tengan. Se considera

un grado de libertad cada eje a lo largo del cual se puede mover el brazo de un

robot.

Área de aplicación

Ensamblaje

No ensamblaje: soldar, pintar, revestir, manejo de materiales y carga y



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Técnica de control

Lazo cerrado: se monitorea continuamente la posición del brazo del robot mediante un sensor de

posición, y se modifica la energía que se manda al actuador de tal forma que el movimiento del brazo

se obedece al camino deseado, tanto en dirección como en velocidad. Éste control se puede usar cuando

la tarea que se ha de llevar a cabo está dirigida mediante un camino definido por la misma pieza, tal

como sería soldar, revestir y ensamblar.

En un sistema de lazo abierto, el controlador no conoce la posición de la herramienta mientras el

brazo se mueve de un punto a otro. Éste tipo de control es muy usado cuando el movimiento que debe

seguir el brazo se encuentra determinado previamente, al ser grabado con anterioridad y reproducido

sin cambio alguno, lo cual es útil cuando todas las piezas a ser tratadas son exactamente iguales.

Fuente de energía

De energía hidráulica: En los actuadores hidráulicos fluye un líquido, comúnmente aceite. Tienen

como ventaja que son pequeños comparados con la energía que proporcionan, y como desventajas queson propensos a fugas, el líquido puede incendiarse y que se requiere numeroso equipo adicional, lo

cual incrementa los costos de mantenimiento del robot. Los sistemas hidráulicos están asociados a un

mayor nivel de ruido.

De energía neumática: En los actuadores neumáticos se transfiere gas bajo presión. Generalmente

sólo tienen dos posiciones: retraídos y extendidos, si posibilidad de utilizar retroalimentación para

usar un control proporcional. La energía neumática tiene las siguientes ventajas: está disponible en la

mayoría de las áreas de manufactura, no es cara y no contamina el área de trabajo. La desventaja es

que no se puede utilizar retroalimentación ni múltiples pasos.

De energía eléctrica: Los actuadores eléctricos incluyen una fuente de poder y un motor eléctricos. La

mayoría de las aplicaciones utilizan servomotores, el cual generalmente utiliza corriente directa. Las

ventajas de esta fuente de energía son que no se requiere transformar la energía eléctrica en otrasformas de energía como la hidráulica o neumática, no se contamina el espacio de trabajo y el nivel de


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1.1.-PROGRAMACION DE ROBOTS


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FIGURA 1.1 – ALGUNOS EJEMPLOS DE TABLEROMÓVIL PARA PROGRAMACIÓN GESTUAL.

FIGURA12 UNIDADDECONTROL


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FIGURA 1.2 – UNIDAD DE CONTROLCON PANEL MÓVIL DE LA EMPRESA ABB.


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2.-LENGUAJES DE PROGRAMACIÓNGESTUAL PUNTO A PUNTO

Se aplican con el robot "in situ", recordando a lasnormas de funcionamiento de un magnetofóndoméstico, ya que disponen de unas instruccionessimilares: PLAY (reproducir), RECORD (grabar),

FF (adelantar), FR (atrasar), PAUSE, STOP, etc. Además, puede disponer de instruccionesauxiliares, como INSERT (insertar un punto ouna operación de trabajo) y DELETE (borrar).


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IN SITU

Es una expresión latina que significa «en el sitio»o «en el lugar”, y que suele utilizarse paradesignar un fenómeno observado en el lugar, ouna manipulación realizada en el lugar. Esta

expresión debe interpretarse con significadosespecíficos y particulares, según el contextodonde se la aplica. En electrónica, laprogramación in situ indica la capacidad de

programar un dispositivo directamente en laetapa final e inmediatamente antes de laejecución.


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T3


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2.1.-DESCRIPCION DE LAPROGRAMACIÓN PUNTO A PUNTO

- ANORAD- EMILY- RCL

- RPL- SIGLA- VAL- MAL


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2.1.-ESTRUCTURADOS DEPROGRAMACIÓN EXPLÍCITA

- AL- HELP- MAPLE

- PAL- MCL- MAL EXTENDIDO


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2.4.-EN FUNCIÓN DE LOSOBJETIVOS.

Los lenguajes más conocidos de este grupo son:• STRIPS• HILAIRE


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3.- NECESIDADES DE PROGRAMACIÓNDEPENDIENTES DEL CONTROLADOR:

Existen actualmente tres tipos de controladores derobots:1.De secuencia limitada.2.Punto a punto.3.De trayectoria continua.


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3.1.-CONTROLADOR PUNTO APUNTO:

Figura 3.1 - Sistema operativo punto apunto.


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4.- PROGRAMACIÓN DE APLICACIONESPARA ROBOTS: PROGRAMA DE ENZEÑANSA

4.1.-PROGRAMAS DE APLICACIÓN.4.1.1.- GRABACIÓN PUNTO A PUNTO.4.2.- TÉCNICAS DE ENSEÑANZA O

APRENDIZAJE.4.2.1.- CONTROL MANUAL.


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4.2.1.1.- CONTROL PUNTO A PUNTO:


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PROGRAMACIÓN GESTUAL ODIRECTA

Se utiliza el propio brazo en el trazado del camino yen las acciones a desarrollar en la tarea de laaplicación ("on-line“).

Se subdivide en dos clases:

Programación por aprendizaje directo.

Programación mediante un dispositivo deenseñanza.


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APRENDIZAJE DIRECTO

El punto final del brazo se traslada con ayuda de undispositivo especial colocado en su muñeca, outilizando un brazo a escala, tras memorizar losmovimientos, serán repetidos por el robot.


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APRENDIZAJE DIRECTO

Tiene pocas posibilidades de edición, ya que, paragenerar una trayectoria continua, es preciso almacenaro definir una gran cantidad de puntos, cuya reducciónorigina discontinuidades.

El "software" se organiza en forma de intérprete.


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LA PROGRAMACIÓN USANDO UNDISPOSITIVO DE ENSEÑANZA

Consiste en determinar las acciones ymovimientos del brazo manipulador, a través deun elemento especial para este cometido. En estecaso, las operaciones ordenadas se sincronizan

para conformar el programa de trabajo.


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Actualmente se puede programar:

- movimientos

- Selección de velocidades- Generación de retardos- Señalización del estado de los sensores- Borrado y modificación de los puntos de trabajo

- Funciones especiales.


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La estructura del "software" es del tipo intérprete.

El sistema operativo que controla el procesadorpuede poseer rutinas específicas, que suponen laposibilidad de realizar operaciones muy eficientes.

Necesitan al propio robot en la confección delprograma

Carecen de adaptabilidad en tiempo real con elentorno y no pueden tratar, con facilidad,interacciones de emergencia.


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PROGRAMACIÓN TEXTUALESPECIFICATIVA

El trabajo de la programación consistirá,simplemente, en la descripción de las tareas arealizar, lo que supone poder llevar a cabotrabajos complicados.


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El sistema informático ha de disponer del modelodel mundo donde se encuentra el robot.

Normalmente será una base de datos algocompleja, pero que requiere computadoras potentes

para el procesado de una abundante información. Actualmente, los modelos del universo son del tipogeométrico, no físico.


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Orientado al nivel de losobjetos

El lenguaje trabaja con objetos y establece lasrelaciones entre ellos. La programación se realiza"off-line" y posibilita la conexión CAM.

Dada la inevitable imprecisión de los cálculos delordenador y de las medidas de las piezas, se precisade una ejecución previa, para ajustar el programaal entorno del robot.


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Los lenguajes con un modelo del universoorientado a los objetos son de alto nivel,permitiendo expresar las sentencias en unlenguaje similar al usado comúnmente.


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Orientado hacia los objetivos:

El modelo define el producto final.

La creación de lenguajes de muy alto niveltransferirá una gran parte del trabajo deprogramación, desde el usuario hasta el

sistema informático; éste resolverá lamayoría de los problemas, combinando la Automática y la Inteligencia Artificial.


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CONCLUSIONES

Las seis características básicas de un lenguajeideal, expuestas por Pratt, son:1.Claridad y sencillez.2.Claridad de la estructura del programa.3.Sencillez de aplicación.4.Facilidad de ampliación.5.Facilidad de corrección y mantenimiento.

6.Eficacia.


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FUENTES

Tecnologíasde la Información y de la Comunicación.

Capítulo 6, Programación y control de procesos.

Juan A. Alonso, Santiago Blanco A., SantiagoBlanco S., Roberto escribano, Víctor R. González,Santiago Pascual, Amor Rodríguez. Editorial Ra-Ma 2004.

Control y Robótica. Tema: Fundamentos de

robótica. Curso provincial. CFIE Valladolid II. Víctor R.González. Asesoría de Tecnología y FP.
http://www.quadernsdigitals.net/index.php?accionMenu=hemeroteca.DescargaArticuloIU.descarga&tipo=PDF&articulo_id=7374&pagina_actual=http://www.quadernsdigitals.net/index.php?accionMenu=hemeroteca.DescargaArticuloIU.descarga&tipo=PDF&articulo_id=7374&pagina_actual=http://cfievalladolid2.net/tecno/ctrl_rob/robotica/index.htmhttp://cfievalladolid2.net/tecno/ctrl_rob/robotica/index.htmhttp://cfievalladolid2.net/tecno/ctrl_rob/robotica/index.htmhttp://cfievalladolid2.net/tecno/ctrl_rob/robotica/index.htmhttp://www.quadernsdigitals.net/index.php?accionMenu=hemeroteca.DescargaArticuloIU.descarga&tipo=PDF&articulo_id=7374&pagina_actual=http://www.quadernsdigitals.net/index.php?accionMenu=hemeroteca.DescargaArticuloIU.descarga&tipo=PDF&articulo_id=7374&pagina_actual=

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