Introducción de los conceptos fundamentales para entender el curso de robots manipuladores

1. Tema 1
Introducción a la Robótica
Sergio Esteves Rebollo

2. Definición de Robótica
Es una máquina mecatrónica
poliarticulada con la habilidad de tener
autonomía de movimiento, capaz
de reproducir actividades previamente
programadas y reaccionar al medio
a través
de la valoración de sus condiciones
internas y externas.

3. Definición de Robótica

4. Definición de Robot Industrial
Manipulador reprogramable con funciones
múltiples diseñado para mover materiales,
partes, herramientas o dispositivos
especializados a través de movimientos
variables programados para el
desempeño de una gran diversidad de
tareas.

5. Componentes de un Robot
Industrial

6. Sistemas constitutivos de un robot

7. Sistema mecánico
• Tipos de articulación

8. Sistemas de percepción internos
Decodificador óptico
incremental
Decodificador óptico
absoluto

9. Sistema mecánico
Tipos de Eslabones

10. Sistema mecánico
• Cadena cinemática
abierta.
• Cadena cinemática
cerrada

11. Configuraciones de manipuladores
Manipulador cartesiano

12. • Manipulador cilíndrico
Configuraciones de manipuladores

13. Configuraciones de manipuladores
Manipulador esférico

14. Configuraciones de Manipuladores
Manipulador antropomórfico

15. Configuraciones de manipuladores
• Manipulador SCARA

16. Especificaciones de los robots
• Número de ejes .
• Capacidad de carga activa.
• Velocidad máxima.
• Alcance y braceo.
• Repetibilidad.
• Precisión y exactitud.

17. Actuadores
• Es cualquier dispositivo que genera movimiento
a partir de una señal eléctrica, química, etc.
• En un robot debe tener las siguientes
características:
– Baja inercia ---- Mayor velocidad de respuesta.
– Alta rigidez ----- Evita desplazamientos por
deformaciones*
– Control de posición

18. Actuadores
• Eléctricos
• Neumáticos
• Hidráulicos

19. Actuadores neumáticos
Características
• Dos posiciones.
• Apertura o cierre de pinzas.
• Demandan una instalación especial.

20. Actuadores neumáticos

21. Actuadores hidráulicos
Características
• Manejan presiones grandes.
• Mayor precisión que los actuadores
neumáticos.
• Estabilidad frente a cargas estáticas.
• Su instalación requiere mayor
mantenimiento.

22. Actuadores hidráulicos

23. Actuadores eléctricos
Tipo de motor Ventajas Desventajas
Motores de pasos Fáciles de controlar en cuanto a
posición y velocidad.
Teóricamente no necesitan
sensores de posición
externos.
No pueden tener un torque
controlado. Además no
pueden alcanzar mucha
potencia.
Motores de CD Torque del motor puede ser
controlado mediante la
corriente que circula por el
embobinado del rotor
(mediante PWM).
Bajo costo.
No pueden entregar potencias
elevadas. Debido a la
conmutación entre el rotor y
el controlador del motor, el
motor sufrirá de desgaste.
Motores de CA. Manejan altas potencias y fuertes
torques.
Ruido.
Altos precios.
Necesitan un resolvedor para
medir la posición angular
(por lo tanto, se necesitan
convertidores ADC para leer
la posición).
Motores sin escobillas. No presentan desgaste.
Mismas ventajas que el motor de
CD.
Mejor desempeño que los
motores de CD.
Alto precio
Generalmente se utilizan
sensores de efecto Hall para
la medición de posición.

24. Actuadores eléctricos

25. Sistema de decisión

26. Equipo periférico

27. Equipo periférico
• Maquinaria
• Equipo de transporte y alimentación
• Herramental
– Órganos de prensión o sujeción

28. Maquinaria

29. Equipos de alimentación y
transporte
• Bandas
transportadoras
• Líneas de rodillos
deslizantes
• AGV´s
Espacio de
trabajo

30. Herramienta (órgano terminal)
• Manipular
• Proceso de
manufactura

31. Herramienta (órgano terminal)
• Fricción
– Fagarre>W,Fmovimiento
– Dedos cubiertos de material suave
– Dos puntos de contacto
• Restricción
– Tipo mano humano (tentáculos).
– Inmovilizan la pieza.
– Prensor se acopla a la forma del objeto

32. Herramienta (órgano terminal)
• Atracción o soporte
– Ventosas de vacío  Materiales lisos o
frágiles
– Pinzas magnéticas  Materiales
ferromagnétcos

33. Herramienta (órgano terminal)
• *Pinzas
– Accionamiento hidráulico/neumático/eléctrico
– Usos: objetos altas temperaturas, cortantes o radioactivos.
– Permiten implementarles sensores.

34. Herramienta (órgano terminal)
• Órganos expansores
– Membrana elástica inflada por aire
– La membrana se adhiere a la pieza manipulada
– Piezas frágiles o ligeras