ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
Hoja 1 de 10
FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN PRODUCCIÓN REPORTE DE LABORATORIO
REALIZADO POR
JOSUÉ MIGUEL GAVILANES TRIVINO
MATERIA
SISTEMAS DE CONTROL
LABORATORIO
LABORATORIO DE MECATRÓNICA Nº 1
FECHA:
GRUPO:
1
NOMBRE DE LA ESTACIÓN DE CARGA CON AVANCE EN FUNCIÓN DE DISTANCIAS PRECISAS PRÁCTICA
PARALELO: 1
RESUMEN: En esta práctica se pudo familiarizar con las partes del Robotino, conocer que tipos de sensores posee, donde estos se encuentran localizados, también conocer otro tipo de elementos que este posee como el de una cámara incorporada. El movimiento de este se lo realiza a través de tres unidades de accionamiento que permiten realizar movimientos en todas direcciones adelante, atrás y lateralmente.
OBJETIVOS:
Conocer el comportamiento, la posición y el funcionamiento de los detectores de distancias por luz infrarroja de Robotino®. Registrar la línea característica de los detectores de distancias de Robotino® y conocer el uso para la medición de distancias. Utilizar y optimizar los resultados en un programa de control para Robotino®.
MARCO TEÓRICO: Sensores de medición de distancia por infrarrojos
Cada uno de estos sensores puede ser interrogado individualmente por medio de la placa de circuito de E/S. Con ello pueden evitarse obstáculos, pueden mantenerse distancias y adoptar protecciones frente a un determinado objetivo. Los sensores son capaces de medir distancias con precisión o relativas a objetos, con valores entre 4 y 30 cm. La conexión del sensor es especialmente sencilla e incluye tan sólo una señal de salida analógica y la alimentación. La electrónica de evaluación del sensor determina la distancia, que puede leerse como una señal analógica.
Robotino® está equipado con nueve sensores de medición de distancia por infrarrojos, que se hallan montados en el chasis formando un ángulo de 40° entre sí. Con estos sensores, Robotino ® puede detectar objetos en las zonas circundantes. 1
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FECHA:
presencia o ausencia de metales durante el recorrido del Robotino.
ENCODER
El Robotino ® posee dos partes para su completo manejo, la parte mecánica que constituyen las ruedas, los servomotores y los sensores de movimiento. Y la parte de control también conformada por los sensores y la caja de control (puente de mando) cuyo programa se obtiene del software View2Robotino. Tiene cinco tipos de sensores, el tipo de sensor de posición, el óptico, de inducción magnética, el Encoder y la banda de choques.
Sensores ópticos
Se lo incluye en los sensores porque controla la velocidad y desplazamiento del Robotino®. En este caso, cada dieciséis vueltas del servomotor las llantas dan una vuelta, con esto se procede el cálculo de la distancia alcanzada, además de indicar si está yendo hacia adelante o hacia atrás. Está compuesto por una rueda dentada con agujeros desfasados ¼, sobre los cuales pasan dos láseres y permiten reconocer el movimiento. Cuando indica ¼ de desfase está yendo hacia adelante, y cuando indica ¾ el Robotino® se dirige hacia atrás.
Sensor anti-colisión Este sensor se encuentra en la banda de choques en el perímetro del Robotino ®
DESCRIPCIÓN DEL BANCO DE PRUEBA:
En la parte inferior del equipo se encuentran dos láseres infrarrojos que detectan obstáculos durante su recorrido. Además, se puede nombrar la cámara en su parte superior, a la cual se la puede programar para que siga un objeto mediante el grabado de su imagen como un patrón a grandes velocidades.
Sensor por inducción magnética El Robotino ® tiene este sensor en su parte inferior, paralelo al piso. Permite detectar la 2
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FECHA:
f) Liston protector (Bumper) Componentes Principales: a) 2 Acumuladores (Baterias 12V) b) 3 Motores DC c) Soporte con WebCam (Camara) d) Detectores de distancia MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:
Sistema de robot móvil, Robotino ®
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
Reconocimiento de Robotino ® e identificación de sus componentes principales Determine la posición de los detectores de distancia de Robotino ® y realice un test para comprobar el buen funcionamiento de dichos detectores. Trazar en la superficie plana 40 particiones de 1cm. Colocar el Robotino ® en la posición cero y al obstáculo a 1cm de distancia. Programar la función de movimiento del Robotino® con el software Robotino®View 2.6.3. Linealice esta línea característica y convierta el valor obtenido en milímetros.
TABLAS DE DATOS Y GRÁFICAS
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FECHA:18/11/2009
REPORTE DE LABORATORIO
Distancia Voltaje Distancia Voltaje [cm] [V] [cm] [V] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1.75 2.00 2.54 2.54 2.42 2.00 1.80 1.60 1.40 1.30
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
1.18 1.10 1.00 0.93 0.88 0.82 0.76 0.72 0.68 0.64
Distancia Voltaje Distancia Voltaje [cm] [V] [cm] [V] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
0.61 0.58 0.54 0.52 0.50 0.48 0.46 0.44 0.42 0.40
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
0.38 0.37 0.36 0.34 0.33 0.32 0.30 0.30 0.29 0.26
Gráfica 1. Voltaje vs Distancia
50 ] 40 m c [ 30 a i c n a t 20 s i D
10 0 0.00
1.00
Voltaje [V]
2.00
3.00
GRÁFICAS Linealizando de 5 en 5cm, se tienen las siguientes gráficas con sus respectivas ecuaciones de la recta.
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REPORTE DE LABORATORIO Gráfica 2. Linealizado de 1 a 5cm
Gráfica 3. Linealizado de 6 a 10cm 11
6
] 10 m c [ a i c 9 n a t s i 8 D
5 ] m c 4 [ a i c 3 n a t s i 2 D
7
1
6
0 1.50
2.00
2.50
3.00
Voltaje [V]
5 1.00
1.50
2.00
2.50
Voltaje [V]
y = 3.6892x - 5.3006 R² = 0.6936
y = -5.4878x + 16.89 R² = 0.9878
Gráfica 4. Linealizado de 11 a 15cm
Gráfica 5. Linealizado de 16 a 20cm
16
21
15
20
] 14 m c [ a i 13 c n a t s i 12 D
] 19 m c [ a i 18 c n a t s 17 i D
11
16
10 0.80
0.90
1.00
1.10
Voltaje [V]
y = -12.816x + 26.047 R² = 0.9869
1.20
15 0.60
0.70
0.80
0.90
Voltaje [V]
y = -22.541x + 34.32 R² = 0.9918
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REPORTE DE LABORATORIO Gráfica 6. Linealizado de 21 a 25cm
Gráfica 7. Linealizado de 26 a 30cm 30.5
25.5 25 24.5 ] 24 m c [ 23.5 a i 23 c n a t 22.5 s i D 22 21.5 21 20.5
30 29.5 ] 29 m c 28.5 [ a i c 28 n a t 27.5 s i D 27
26.5 26 0.50
0.55
0.60
0.65
25.5 0.40
Voltaje [V]
0.45
0.50
Voltaje [V] y = -50x + 50 R² = 1
y = -35x + 42.25 R² = 0.98
Gráfica 8. Linealizado de 31 a 35cm
Gráfica 9. Linealizado de 35 a 40cm 41
35.5
40.5
35
40
34.5
39.5
34
] m 39 c [ 38.5 a i c n 38 a t s i 37.5 D
] m 33.5 c [ a i 33 c n a t 32.5 s i D 32
37
31.5
36.5
31
36
30.5 0.32
0.34
0.36
0.38
Voltaje [V]
y = -75.581x + 59.907 R² = 0.9826
0.40
35.5 0.25
0.27
0.29
0.31
0.33
Voltaje [V]
y = -67.708x + 57.906 R² = 0.8802
CONCLUSIONES
Identificamos el funcionamiento del accionamiento omnidireccional de 3 ejes. Pudimos identificar cuáles y donde están ubicados los distintos sensores que posee el Robotino. Estos son: 6
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Banda de impacto: Sensores de medición de distancia: Enconder incremental: Sensor de proximidad inductivo analógico: Se pudo conocer que hay tres tipos de sistemas de control en el Robotino, estos son: – Control de recorrido guiado por sensores – Control de recorrido libre de colisiones con sensores de distancia – Control de recorrido por procesamiento de imágenes de webcam -
RECOMENDACIONES
Cargar la batería para permitir la visualización del equipo en trabajo. Leer el manual antes de la práctica.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS/ FUENTES DE INFORMACIÓN
Guía de Laboratorio de Mecatrónica, 2010 I Término Manual del sistema de robot móvil, Robotino ®, © Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Germany, 2007
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PREGUNTAS EVALUATIVAS 1. Describa como procederá usted para determinar la posición de cada uno de los detectores de posiciones de Robotino®. Los sensores infrarrojos se encuentran desfasados 40 grados. ’
2. Determine la posición de los detectores e incluya el número del detector correspondiente en la siguiente grafica.
3. Determine o calcule el ángulo del haz de luz de cada uno de los detectores en relación con el punto central de Robotino®. En la grafica siguiente, dibuje el sentido del campo de captación de cada uno de los detectores, indicando los grados correspondientes.
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4. Determine que detectores de distancias se necesitan para medir las distancias. Anote que sensores son necesarios. Explique su selección. Robotino® está equipado con nueve sensores de medición de distancia por infrarrojos, que se hallan montados en el chasis formando un ángulo de 40° entre sí. Con estos sensores Robotino® puede detectar objetos en las zonas circundantes. Cada uno de estos sensores puede ser interrogado individualmente por medio de la placa de circuito de E/S. Con ello pueden evitarse obstáculos, pueden mantenerse distancias y adoptar protecciones frente a un determinado objetivo. Los sensores son capaces de medir distancias con precisión o relativas a objetos, con valores entre 4 y 30 cm. La conexión del sensor es especialmente sencilla e incluye tan sólo una señal de salida analógica y la alimentación. La electrónica de evaluación del sensor determina la distancia, que puede leerse como una señal analógica.
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