Morfología del robot:Morfología del robot:ActuadoresActuadores y elementos terminales y elementos terminales

J.C. FraileJ.C. Fraile - ETSII - Universidad de Valladolid - ETSII - Universidad de Valladolid

Universidad de ValladolidUniversidad de ValladolidE.T.S. de Ingenieros IndustrialesE.T.S. de Ingenieros Industriales

Control y Programación de RobotsControl y Programación de Robots

Accionamiento DirectoAccionamiento Directo((Direct DriveDirect Drive))

• El eje del actuador se conecta directamente a laarticulación del robot sin la utilización de unreductor intermedio.

• Son motores de accionamiento eléctrico.• Combinan una gran precisión con elevadas

velocidades. Eliminan los efectos negativos de losreductores (juego angular, rozamiento,...)

• Proporcionan un par elevado a bajas revoluciones.

Ventajas delVentajas delAccionamiento DirectoAccionamiento Directo

• Posicionamiento rápido y preciso• Mayor capacidad de control pero con mayor

complejidad• Sistema mecánico simplificado al eliminar el

reductor

• Los motores usados son síncronos y de continua sinescobillas (brushless) ambos con imanespermanentes.

Robots conRobots conAccionamiento DirectoAccionamiento Directo

• Son robot de tipo Scara, que por su estructura permitecolocar los motores lejos de las articulaciones.

• El primer robot comercial con accionamiento directofue un robot tipo SCARA de la empresa amerciana“Adept Technology” denominado “AdeptOne” (1984).

ActuadoresActuadores en Robótica en Robótica

• Son los encargados de producir el movimiento delos elementos del robot a partir de las ordenesdadas por la unidad de control.

• La selección de uno u otro tipo de actuador vienedada por la evaluación de características:

– Potencia– Peso y volumen– Precisión y velocidad– Mantenimiento y coste

ActuadoresActuadores en Robótica en Robótica

• Tipos de actuadores:– Neumáticos– Hidráulicos– Eléctricos:

» corriente alterna» corriente continua» motores paso a paso

ActuadoresActuadores neumáticos lineales neumáticos lineales

ActuadoresActuadores hidráulicos hidráulicos

ActuadoresActuadores eléctricos eléctricos

• Actuadores eléctricos:» corriente alterna» corriente continua» motores paso a paso

• Son los más utilizados• Fáciles de controlar• Sencillos pero delicados• Precisos• Alta repetitividad

ActuadoresActuadores eléctricos: eléctricos:motor de corriente continuamotor de corriente continua

ActuadoresActuadores eléctricos: eléctricos:motor de corriente continuamotor de corriente continua

ActuadoresActuadores eléctricos: eléctricos:motor de corriente alternamotor de corriente alterna

ActuadoresActuadores eléctricos: eléctricos:motor paso a pasomotor paso a paso

ActuadoresActuadores en robótica en robótica

Elementos terminales:Pinzas y herramientas del robot

•• Tipos de pinzas, según la función que realizan: Tipos de pinzas, según la función que realizan:•• Agarre y manipulación Agarre y manipulación•• Operación Operación•• Montaje Montaje•• Especiales Especiales

•• Proporcionan mayor versatilidad al robot. Proporcionan mayor versatilidad al robot.•• Están diseñadas para cada tipo de trabajo. Están diseñadas para cada tipo de trabajo.•• Pueden alcanzar costes muy elevados. Pueden alcanzar costes muy elevados.

•• Son fabricadas por empresas diferentes a las que Son fabricadas por empresas diferentes a las queconstruyen el robot.construyen el robot.

Pinzas de agarre

• Función: agarrar y sostener objetos para sutransporte.

• Dispositivo de agarre: Mecánico, ventosa,adhesivo, gancho.

• Especificaciones:• Peso, forma y tamaño del objeto• Fuerza necesaria• Peso de la pinza• Necesidad de sensores

Pinzas de agarre

Pinzas de agarre

Pinza neumáticaparalela Pinza neumática

de tres dedos

Pinzas de agarre

Pinza neumáticaangular

Pinzas especiales

Pinzas de agarre

Pinza ventosa

Pinzas especial conventosa

Pinzas de agarre neumáticas

Pinzas de agarre neumáticas

Pinzas de operación

• Función: realizar modificaciones sobre los objetos.• Aplicaciones:

• Pintura: pistola• Soldadura: al arco, por puntos.• Corte: sierra, láser, chorro de agua a presión.• Mecanizado: perfilar, pulir, atornillar, eliminar rebabas

• Características:• Herramienta fija: Diseño específico para cada aplicación• Herramienta móvil: Hace falta cambiador automático de

herramientas• Alta sensorización: posición, esfuerzos

Pinzas de operación

Pinzas de operación: soldadura conaporte de hilo

Antorchas de soldadura MIG

Pinzas de operación: soldadura por puntos

Pinzas de operación: pintura

Pinzas de operación

Corte porchorro de agua

a presión

Desbastado conrobot

Taladrado conrobot

Pinzas de operación: cambiador automáticode herramientas

• Permite cambiar rápida y automáticamente laherramienta del robot.

• Constan de un plato principal conectado rígidamente a lamuñeca del robot y de varios platos secundarios queportan distintas herramientas.

• Hay diversos sistemas de acoplamiento entre platos• Es necesario transportar señales diversas (eléctricas,

neumáticas, hidraúlicas) entre los platos.

Pinzas de operación: cambiador automáticode herramientas

www.ati-ia.com

Cambiador automático de herramientas

www.ati-ia.com

Pinzas de montaje

• Función: Inserción de piezas• Aplicaciones:

• Ensamblado, medición, verificación.

• Características:• Elevada precisión de posicionamiento.• Acomodación de la pieza:

– Pasiva: Elemento elástico entre la muñeca y el elemento terminaldel robot.

– Activa:Corrección de la posición del robot.• Necesidad de preparación de las piezas a insertar• Alta sensorización

Pinzas de montaje

Bibliografía:Bibliografía:• Barrientos, A., L.F. Peñín, C. Balaguer y R. Aracil. "Fundamentos de robótica". Editorial McGraw-Hill. 1997

• Ollero A. "Robótica, manipuladores y robots móviles". Editorial Marcombo. 2001.

• Fu K.S., R.C. GonzÁlez y C.S.G., Lee. "Robótica: control, detección visióne inteligencia". McGraw-Hill. 1988

• Roque J. Saltaren y otros. Prácticas de robótica utilizando MATLAB. Univ. "Miguel Hernández" - Elche. 2000

• Iñigo R., Vidal E. “Robots industriales manipuladores”. Ediciones UPC. 2002

• Romeo A.. Robótica industrial. Universidad de Zaragoza

• Garcia M. Universidad de Vigo.