Robtica Mvil e Industrial

Ing. Byron LimaRobtica Mvil e IndustrialAgendaIntroduccinRobtica MvilRobots seguidores de lneaEstructura bsicaControladorAplicacin prcticaRobtica IndustrialBrazo RobotEstructuraControladorAplicacin prcticaConclusiones

IntroduccinDatos Histricos:La palabra robot se us por primera vez en 1921, en la obra de teatro Rossums Universal Robots (RUR) escrita por el checo Karel Capek.

El trmino "robtica" le debe gran parte de su popularidad al escritor Isaac Asimov, quien la comenz a utilizar en una de sus obras en 1942. ste propuso "Leyes de la Robtica", las cules en un principio fueron slo tres pero luego aadi una cuarta, llamada Ley Cero.

Origen de la palabra RobotMuchas pelculas han mostrado a los robots como mquinas dainas y amenazadoras (Terminator, Yo robot).

Otras retratan a robots como ayudantes del hombre (C3PO, R2D2, Robocop,)

Qu es la Robtica?Existen ciertas dificultades a la hora de establecer una definicin formal de lo que es un robot.Las definiciones son muy dispares:Con independencia respecto a la definicin de "robot":"La Robtica es la conexin inteligente de la percepcin a la accin"...

En base a su objetivo:"La Robtica consiste en el diseo de sistemas. Actuadores de locomocin, manipuladores, sistemas de control, sensores, fuentes de energa, software de calidad--todos estos subsistemas tienen que ser diseados para trabajar conjuntamente en la consecucin de la tarea del robot"...

Supeditada a la propia definicin del trmino robot:"La Robtica describe todas las tecnologas asociadas con los robots"

Clasificacin de RobticaEs difcil establecer una clasificacin rigurosa de los robots.En base a su arquitectura se pueden dividir en:

Poliarticulados: son sedentarios y estn estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo con un nmero limitado de grados de libertad (manipuladores y algunos robots industriales).

Mviles: Cuentan con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guindose por la informacin recibida de su entorno a travs de sus sensores

Clasificacin de RobticaAndroides: intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemtico del ser humano. Uno de los aspectos ms complejos de estos robots es la locomocin bpeda (controlar dinmicamente el movimiento y mantener el equilibrio del robot).Actualmente solo existen en la imaginacin y pelculas de ciencia ficcin.

Zoomrficos: imitan los sistemas de locomocin de los diversos seres vivos (animales):

No caminadores: basados en segmentos cilndricos biselados acoplados axialmente entre s y dotados de un movimiento relativo de rotacinCaminadores: multpedos capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Ej: Bpedos 2 patas, Hexpodos 6 patas, etc.

Clasificacin de RobticaHbridos: aquellos de difcil clasificacin cuya estructura se sita en combinacin con alguna de las anteriores (un carro mvil con un brazo, robot personal antropomorfo, etc)

ROBTICA MVILLa robtica mvil ha cobrado una importancia creciente desde los aos ochenta y noventas. Se puede clasificar en:Robots Terrestres: son actuados mediante ruedas. Sin embargo algunos poseen piernas que imitan la forma de caminar de los seres humanos o de animales.Robots Areos: Suelen ser vehculos areos no tripulados. (UAVs)Robots subacuticos: tambin conocidos como vehculos subacuticos autnomos (AUVs), adecuado para entornos marinos.

ROBTICA MVILLa rueda ha sido uno el mecanismo de locomocin mas utilizado en la robtica mvil. Este tipo de locomocin presenta una eficiencia aceptable y se logra mediante diseos mecnicos relativamente simples.

A pesar de los diferentes tipos de locomocin que utilice un robot mvil el mayor desarrollo se presenta en los robots mviles con ruedas (RMR), por ello se har nfasis en este tipo de sistemas.

ROBTICA MVILDiversidad de ConfiguracionesConfiguracin DiferencialConfiguracin Triciclo ClsicoConfiguracin AckermanConfiguracin SncronaLocomocin OmnidireccionalLocomocin por Cintas De Deslizamiento (Orugas)

Robots seguidores de lneaObjetivos:Seguir una trayectoria de color distinto al fondo de la pista.La pista puede sencilla o compleja segn las exigencias.Recorrer la pista en el menor tiempo posible.

Robots seguidores de lneaComponentes bsicos:SensoresActuadoresControladorSistema de alimentacin.ControladorSensorMotores+ -ReferencianguloSensoresMotorMotorControlBateraRobots seguidores de lneaControl:Existen diversas tcnicas para realizar el control de seguidores de lneas:Control fijo segn condiciones.Control Proporcional Integral Derivativo (PID).Control mediante lgica difusa.

Lgica DifusaControl PIDRobots seguidores de lnea

Caractersticas:Robot Pololu 3Pi.Prototipo acadmico.Aplicaciones diversas.Robots seguidores de lneaEjemplo#1:Seguimiento de una trayectoria a travs de condiciones bsicas utilizando el robot pololu 3pi.

Robot Pololu 3piwww.pololu.comRobots seguidores de lneaEjemplo#2:Seguimiento de una trayectoria a travs de control PID utilizando el robot pololu 3pi.

Robot Pololu 3piwww.pololu.comRobot IndustrialAlgunas definiciones:

Organizacin Internacional de Estndares (ISO): Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales segn trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.

Federacin Internacional de Robtica (IFR): Mquina de manipulacin automtica, reprogramable y multifuncional con tres o ms ejes que pueden posicionar y orientar materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejecucin de trabajos diversos en las diferentes etapas de la produccin industrial, ya sea en una posicin fija o en movimiento.

Robots IndustrialesManipulacin

Ensamblado y desensambladoPaletizadoEmpaquetadoAtencin de maquinas

Procesado

PinturaMecanizadoCorteSoldadura:Al arcoPor puntos

Robots IndustrialesManipulacin

Ensamblado y desensambladoPaletizadoEmpaquetadoAtencin de maquinas

Procesado

PinturaMecanizadoCorteSoldadura:Al arcoPor puntos

Robtica IndustrialTemas importantes

Herramientas matemticas para el modelado de robots.Parmetros Denavit - Hartenberg (1955).Problema Cinemtico directo.Problema Cinemtico inversoAnlisis cinemtico diferencial.Anlisis Dinmico.Control.

Robtica IndustrialEjemplo de Anlisis matemticoRobot Cilndrico

d1Y0X0Z0Brazo robotControl

Puede analizarse de diversas formas, como un sistema MIMO o SISO.Lo ms comn es analizarlo como un sistema SISO para cada articulacin.

Brazo robotSoftware Simulacin:

Existen uns variedad de programas de simulacin entre los cuales podramos mencionar:MATLAB (toolbox de Robtica de Peter Corke)LABVIEW (Robotics toolbox)

Brazo robotCaractersticas:Mitsubishi, modelo RV -2AJConfiguracin Angular.5 grados de libertad.Pinza electro neumtica.Parte del sistema MPS500 de Festo.

Brazo robotEjemplo#1:Generacin figuras bsicas.CuadradoTringuloCrculoBrazo robotEjemplo#2:Clasificador de objetos.Objetos de color rojo y negro.Seleccin de piezas por color .BibliografaSUBIR Kumar Saha, Introduccin a la Robtica, Mc Graw Hill, 2010.

REYES Corts Fernando, MATLAB Aplicado a Robtica y Mecatrnica, Alfaomega, 2012.

REYES Corts Fernando, Robtica, Control de Manipuladores, Alfaomega, 2011.

Gracias por su Atencin