Robótica_Unidad1

Robótica Unidad 1 ING. FELIPE ARTURO RANGEL CARDOZA

Temas 1.1 Historia de los robots 1.2 Estructura mecánica de un robot 1.3 Transmisiones y reductores - Transmisiones - Reductores -Accionamiento directo 1.4 Comparación de sistemas de acción 1. !ensores "nternos - !ensores de posición - !ensores de #elocidad - !ensores de presencia 1.$ Elementos terminales 1.% Tipos y caracter&sticas de robots 1.' (rados de libertad y espacio de traba)o

1.1 Historia de los robots ●

Aun+ue la idea de los robots se remonta a tiempos anti,uos ace más de 3/// a0os en la leyenda ind de los eleantes mecánicos uller1***5 la palabra robot se usó por primera #e6 en 1*21m en la obra de teatro Rossum7s 8ni#ersal Robots R8R5 escrita por el ceco 9arel Cape: 1'*/ ; 1*3'5. En dica obra un abricante icticio dise0aba robots para reempla6ar a traba)adores umanos.

●

>osep H. En,elber,er intentó dise0ar un robot traba)ador en la d?cada de los cincuenta. >unto con (eor,e C. @e#ol undó la empresa 8"BAT" Robotics Company en 1*'. !in embar,o el primer robot de esta compa0ia u? instalado asta 1*$1 en la compa0ia automotri6 de (eneral Botors en ue#a >ersey Estados 8nidos.

Robot de UNIMATION instalado en General Motors, Nueva Jersey. Era utilizado para el maneo de piezas al roo vivo.

!os"ueo de un robot UNIMATE.

Robot Industrial Moderno en la Industria Automotriz

1.2 Estructura mecánica de un robot ●

●

El robot se deine de manera ormal en la r,ani6ación "nternacional para la Estandari6ación "!5 como un manipulador multiuncional repro,ramable capa6 de mo#er materiales pie6as erramientas o dispositi#os especiales a trá#es de mo#imientos #ariables pro,ramados para el desempe0o de tareas di#ersas. En t?rminos ,enerales los robots son clasiicados como industriales no industriales o para usos especiales.

Borolo,&a

Movimientos de un robot #in$inatti Mila$ron %T&'

Movimiento de un robot Industrial

1.3 Transmisiones y reductores

●

Como lo su,iere el t?rmino estos elementos transmiten el mo#imiento de motores y actuadores a los eslabones del manipulador. En el caso de motores el?ctricos estos elementos )unto con el motor el?ctrico orman un actuador.

Elementos de Transmisión T&picos

●

Transmisión por Danda y Cadena –

Reductores

●

b)eti#o Reducir la #elocidad y aumentar la uer6a para poder reali6ar la tarea adecuadamente.

Reductores Caracter&sticas deseadas ●

Da)o peso

●

Reducido Reduci do Tama0o

●

Da)o ro6amiento

●

Reducción ele#ada de #elocidad en un nico paso

●

Binimi6ar su momento de inercia

●

Da)o )ue,o an,ular

Accionamiento @irecto ●

●

Fenta)as –

=osicionamiento Rápido

–

Bayor Contralabilidad aun+ue más comple)a5

–

!impliicación del sistema mecánico

@es#enta)as –

ecesidad de motores especiales par ele#ado a ba)as re#oluciones con alta ri,&de65

–

T&picos en robots !CARA

Accionamiento @irecto

●

El e)e del actuador se conecta directamente a la articulación del robot sin la utili6ación de un reductor intermedio.

Eemplo de robot $on a$$ionamiento dire$to

1.4 Comparación de sistemas de acción Neumático

Hidráulico

Eléctricos

Energía

Aire a presión  ; 1/ bar5

Aceite Bineral / ; 1// bar5

AC @C

Opciones

- Cilindros - Botor de =aletas - Botor de =istón

- Cilindros - Botor de =aletas - Botor de pistones aGial

- Botores @C - Botores AC - =aso a paso

Ventajas

- Daratos - Rápidos - !encillos - Robustos

- Rápidos - Alta Relación potenciapeso - Autolubricados - uer6aspares altos - Estabilidad Estática

- =recisos - iables - Control !encillo - "nstalación sencilla - !ilenciosos

Desventajas

- Control comple)o - "nstalación especial - Ruidoso

- Bantenimiento Comple)o - "nstalación especial - u,as recuentes

- =otencia limitada

1. !ensores "nternos ●

!ensores de =osición ●

!ensores de =osición ●

●

Encoders Absolutos =roducen como salida un códi,o di,ital distinto +ue indica cada incremento menos si,niicati#o de re#olución. Encoders "ncrementales =ro#een un pulso por cada incremento de re#olución pero no ace distinciones entre cada incremento.

!ensores de =osición

!ensores de Felocidad ●

EGisten dos maneras de medir la #elocidad de ,iro de la articulación deri#ando la posición o utili6ando un tacómetro. –

En el caso de la deri#ación de la posición se tiene la #enta)a de eliminar el sensor de #elocidad aun+ue no se usa en robots industriales debido a +ue ,randes #elocidades la precisión es ba)a y a pe+ue0as #elocidades eGiste el ries,o de inestabilidad.

!ensores de Felocidad ●

!ensores de Felocidad

Eempli(i$a$i)n de un Ta$om*tro

!ensores de =resencia ●

Tambi?n conocidos como sensores de inales de carrera estos sensores están ubicados cerca de la articulación y se encar,an de producir una se0al cuando el eslabón está lle,ando al l&mite del recorrido. !on muy importantes por ra6ones de se,uridad.

!ensores de =resencia

Eemplo de +ensor de resen$ia Indu$tivo y Me$-ni$o

1.$ Elementos Terminales ●

Tipos de pin6as se,n la unción +ue reali6an –

A,arre y manipulación

–

peración

–

Bonta)e

–

Especiales

1.$ Elementos Terminales ●

●

Fenta)as –

=roporcionan mayor #ersatilidad al robot

–

Están dise0adas para cada tipo de traba)o

@es#enta)as –

=ueden alcan6ar costes muy ele#ados

–

!on abricados por empresas dierentes a las +ue construyen el robot.

=in6as de A,arre ●

●

●

unción A,arrar y sostener ob)etos para su transporte @ispositi#o de a,arre Becánico #entosa adesi#o ,anco. Especiicaciones –

=eso orma y tama0o del ob)eto

–

uer6a necesaria

–

=eso de la pin6a

–

ecesidad de sensores

=in6as de A,arre Tipo de !u)ección

Accionamiento

8tili6ación

=in6a de presión - @espl. An,ular - @esp.
- eumático - El?ctrico

Transporte y manipulación de pie6as sobre las +ue no importe presionar.

=in6a de en,ance

- eumático - El?ctrico

=ie6as de ,randes dimensiones o sobre las +ue no se puede e)ercer presión.

Fentosa de Fac&o

- eumático

Cuerpo con supericie lisa poco porosa cristal plástico ?tc5

Electroimán

- El?ctrico

=ie6as erroma,n?ticas

=in6as de A,arre

=in6as de peración

Antor$as de +oldadura MIG


+oldadura por puntos


intura

=in6as de Bonta)e ●

unción "nserción de =ie6as

●

Aplicaciones –

●

Ensamblado medición #eriicación

Caracter&sticas –

Ele#ada precisión de posicionamiento

–

Acomodación de la pie6a ●

=asi#a Elemento elástico entre la mu0eca y el elemento terminal del robot.

●

Acti#a Corrección de la posición del robot

●

ecesidad de preparación de las pie6as a insertar

●

Alta sensori6ación

=in6as de Bonta)e

1.% Tipos y caracter&sticas de robots

●

Banipuladores poliarticulados –

Dásicamente se trata de bra6os de robot sedentarios coni,urados para mo#er sus elementos terminales pin6as de su)eción erramientas elementos de soldadura...5 en un determinado espacio de traba)o se,n uno o más sistemas de coordenadas.


Robot manipulador poliarti$ulado A!! IR!/0111


●

Bó#iles –

=ro#istos de ruedas oru,as o eGtremidades +ue les permiten despla6arse de acuerdo a la inormación +ue reciben a tra#?s de sus sistemas de sensores y a su pro,ramación. Al,unos denominados 6oomóricos se caracteri6an por sistemas de locomoción +ue imitan a di#ersos seres #i#os.

Robots m)viles2 provisto de oru3as, zoom)r(i$o y androide %de iz"da. a d$a.'


●

H&bridos –

Robots de di&cil clasiicación cuya estructura consiste en la combinación de al,una de las anteriores bien sea por con)unción o por yuGtaposición.

1.' (rados de
Cada articulación pro#ee al robot de al menos un J,rado de libertadK o bien cada uno de los mo#imientos independientes +ue puede reali6ar cada articulación con respecto a la anterior se denomina J,rado de libertadK (@<5.

1.' (rados de
●

El mo#imiento de cada articulación puede ser de despla6amiento de ,iro o una combinación de ambos. @e este modo son posibles seis tipos dierentes de articulaciones –

Es?rica o Rótula 3 (@<5

–

=lanar 2 (@<5

–

Tornillo 1 (@<5

–

=rismática 1 (@<5

–

Rotación 1 (@<5

–

Cil&ndrica 2 (@<5

Aun+ue en la práctica en los robots sólo se emplean la de rotación y la prismática.

Tipos de Articulaciones

Tipos de Articulaciones

Espacio de Traba)o ●

Es el con)unto de puntos del espacio accesibles al punto terminal +ue depende de la coni,uración ,eom?trica del manipulador. 8n punto del espacio se dice totalmente accesible si el punto terminal puede situarse en ?l en todas las orientaciones +ue permita la constitución del manipulador y se dice parcialmente accesible si es accesible por el punto terminal pero no en todas las orientaciones posibles.

Espacio de Traba)o

Espacio de Traba)o

Espacio de Traba)o

Espacio de Traba)o

1.* Aplicaciones ●

Re,las (enerales para la decisión sobre el uso de un robot

1.


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