Robótica industrial

Robótica industrial

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  ING. FAUSTO ACUÑA ROBÓTICAINDUSTRIAL
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  contenido ING. FAUSTO ACUÑA Clasificación Morfología Definiciones Características técnicas Seguridades Componentes Aplicaciones Antecedentes Históricos
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  ING. FAUSTO ACUÑA ROBÓTICAINDUSTRIAL
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  ING. FAUSTO ACUÑA ANTECEDENTESHISTORICOS 350 A.C. El matemático griego Archytas de Tarentum construyo una paloma que era movida por vapor. Este sirve como uno de los primeros estudios del vuelo, o tal vez uno de los primeros modelos de un avión. 1532 El Gallo de Estrasburgo formaba parte del reloj de la catedral de Estrasburgo y al dar las horas movía el pico y las alas. 1495 Leonardo DaVinci diseño un dispositivo mecánico que parecía un caballero mecánico, ahora conocido como el Robot de DaVinci. Podía sentarse, alzar los brazos,y mover la cabeza y la mandíbula. 1738 Jacques Vaucanson autor del primer telar mecánico, construyó una especie de humanoide con labios de goma, un tamborilero, un pato mecánico capaz de graznar, beber, comer, digerir y evacuar la comida y muñecas mecánicas de tamaño humano.
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  ING. FAUSTO ACUÑA ANTECEDENTESHISTORICOS 1770 Jaques Droz y sus hijos Henri-Louis y Jacques construyeron diversos muñecos capaces de escribir, dibujar y tocar diversas melodías en un órgano 1952 El Instituto Tecnológico de Massachusetts presentó una máquina prototipo de control numérico, con un lenguaje de programación de piezas denominado APT (Automatically Programmed Tooling). 1801 J. Jacquard inventó su telar, que era una máquina programable, fue el primero en aplicar tarjetas perforadas como soporte de un programa de trabajo. Constituyeron los primeros precedentes históricos de las máquinas de control numérico. 1954 George C. Devol, ingeniero norteamericano, inventó el primer robot programable, llamado "Dispositivo de transferencia articulada programado”. Es el brazo primitivo que se podía programar para realizar algunas tareas.
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  ING. FAUSTO ACUÑA ANTECEDENTESHISTORICOS 1962 H.A. Ernest Tomovic y Boni publica el desarrollo de una mano mecánica, MH-1, controlada por sensores táctiles. 1968 El Instituto de investigación de Stanford desarrolla el robot móvil "Shakey". Este robot estaba dotado de diversos tipos de sensores como cámaras de visión y sensores táctiles, era capaz de moverse y reconocer objetos 1963 La American Machine y Foundry Company introducen el robot comercial VERSATRAN 1971 En la Universidad de Standford University se desarrolló el “Standford Arm”, un pequeño brazo robot de accionamiento eléctrico, dotado de una cámara y controlado por computador. 1974 Kawasaki instala un robot para soldadura por arco para estructuras de motocicletas.
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  ING. FAUSTO ACUÑA ANTECEDENTESHISTORICOS 1974 La firma sueca ASEA construyó el primer robot con accionamiento totalmente eléctrico, el IRb6. 1976 La NASA hace uso en el espacio del primer brazo robot, el Vinking II que aterriza en Marte. 1974 Cincinnati Milacron crea el robot T3 con control por computador 1978 Se introduce el robot PUMA (Máquina Universal Programable para el Ensamblado) en tareas de montaje 1979 En la Universidad de Yamanashi en Japón, se desarrolló el robot tipo SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic Assambly) para montaje. 1982 IBM introdujo el robot RS-1 para montaje. Es un robot de estructura de caja que utiliza un brazo constituido por tres dispositivos de deslizamiento ortogonales
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  ING. FAUSTO ACUÑA ANTECEDENTESHISTORICOS 1985 WASUBOT robot construido por la universidad de Waseda, Tokio, podía tocar un instrumento de teclado después de leer una partitura de música. 1996 Honda Motor Co., Ltd. crea el robot humanoide P2 capaz de moverse de modo autónomo similar a un ser humano. El robot ASIMO resultó de la evolución de este prototipo. 1993 El robot caminante MARV es desarrollado en la Universidad del Oeste de Inglaterra en Bristol.
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  ING. FAUSTO ACUÑA ANTECEDENTESHISTORICOS 1999 SONY Corporation construye el primer robot de entrenamiento AIBO–ERS-110 que reproduce el comportamiento de un perro. 2001 iRobot Corporation construye un robot doméstico multiusos teleoperado mediante web. 2000 Friendly Robotics, compañía de robótica doméstica, saca al mercado Robomow RL500, un cortacéspedes robótico completamente automático. 2001 Construido por MD. Robotics, una empresa de Canadá, el sistema manipulador para la estación espacial, SSRMS, es lanzado al espacio para realizar tareas de ensamblaje en la estación espacial internacional. En los últimos años han sido diseñados otros robots para múltiples tareas en aplicaciones domésticas, militares, industriales, etc. Los androides de tipo dinámico pasivo más modernos como SIGMO, QRIO, ASIMO y HUBO son capaces de caminar, entablar conversación y realizar algunas tareas simples
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  ING. FAUSTO ACUÑA DEFINICIONES
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  ING. FAUSTO ACUÑA DEFINICIONES DEFINICIÓNDE ROBOT SEGÚN LA ISO 8373 Un robot es un manipulador reprogramable, multifuncional, controlado automáticamente, que puede estar fijo en un sitio o moverse y esta diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, por medio de movimientos variables programados para la realización de diversas tareas o trabajos. Un robot móvil es un sistema capaz de moverse en entornos, que puede estar estructurado de diferentes maneras mediante diversos dispositivos de locomoción (ruedas o patas). Usualmente estos robots están equipados con sensores que le permiten explorar el entorno. DEFINICIÓN SEGÚN LA RIA (Asociación de Industrias Robóticas) Manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas. DEFINICIÓN SEGÚN LA IFR (Federación Internacional de Robótica) Máquina de manipulación automática reprogramable y multifuncional con tres o más ejes que pueden posicionar y orientar materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejecución de trabajos diversos en las diferentes etapas de la producción industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento
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  ING. FAUSTO ACUÑA DEFINICIONES DEFINICIÓNDE ROBOT SEGÚN LA AFNOR (Asociación Francesa de Normalización) Manipulador: Mecanismo formado generalmente por elementos en serie, articulados entre sí, destinado al agarre y desplazamiento de objetos. Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por un operador humano o mediante dispositivo lógico. Robot: Manipulador automático servocontrolado, reprogramable, polivalente, capaz de posicionar y orientar piezas, útiles o dispositivos especiales, siguiendo trayectorias variables reprogramables, para la ejecución de tareas variadas. Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y ocasionalmente de percepción del entorno.
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  ING. FAUSTO ACUÑA APLICACIONES
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  ING. FAUSTO ACUÑA CLASIFICACIÓN
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  ING. FAUSTO ACUÑA CLASIFICACIÓN SEGÚNSUS CARACTERÍSTICAS Humanoide Móvil Industrial Inteligente De servicios
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  ING. FAUSTO ACUÑA Robotsindustriales SEGÚN EL NÚMERO DE EJES De acuerdo a definición ISO un robot manipulador debe tener al menos 3 ejes 3 ejes 4 ejes 6 ejes 7 ejes Más de 6 ejes se denomina redundantes
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  ING. FAUSTO ACUÑA Robotsindustriales SEGÚN EL TIPO DE ARTICULACIONES
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  ING. FAUSTO ACUÑA Robotsindustriales Cartesiano Cilíndrico Esférico o polar Articulado Antropomórfico
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  ING. FAUSTO ACUÑA ROBOTARTICULADO
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  ING. FAUSTO ACUÑA ROBOTESFÉRICO
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  ING. FAUSTO ACUÑA ROBOTSCARA
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  ING. FAUSTO ACUÑA ROBOTCILÍNDRICO
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  ING. FAUSTO ACUÑA ROBOTCARTESIANO
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  ING. FAUSTO ACUÑA COMPONENTES Unmanipulador robótico consta de una secuencia de elementos estructurales rígidos, denominados enlaces o eslabones, conectados entre sí mediante juntas o articulaciones, que permiten el movimiento relativo de cada dos eslabones consecutivos. Una articulación puede ser: Lineal (deslizante, traslacional o prismática), si un eslabón desliza sobre un eje solidario al eslabón anterior. Rotacional, en caso de que un eslabón gire en torno a un eje solidario al eslabón anterior.
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  ING. FAUSTO ACUÑA SUBSISTEMAS Un sistema robótico consiste por lo general en tres subsistemas: a) subsistema de movimiento, b) subsistema de reconocimiento y c) subsistema de control. Subsistema de reconocimiento.- El subsistema de reconocimiento utiliza diferentes sensores para recabar información sobre el propio robot, sobre cualquier objeto que va a ser manipulado y sobre el ambiente de trabajo. Basándose en los datos de los sensores, este subsistema reconoce el estado del robot, el de los objetos y el del ambiente de trabajo. Subsistema de movimiento.- El subsistema de movimiento es la estructura física del robot que realiza un movimiento deseado parecido al de los brazos humanos.
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  ING. FAUSTO ACUÑA SUBSISTEMAS Subsistema de control.- El subsistema de control regula el movimiento del robot con el fi n de lograr una determinada tarea, usando la información proporcionada por el subsistema de reconocimiento. Efector final.- Es la parte instalada en el extremo del manipulador, equivalente a la mano humana. Un efector final podría ser una mano mecánica que manipula un objeto o que lo sostiene antes de que sea movido por el brazo del robot. Manipulador.- Es la estructura física, la parte que se mueve, ésta incluye eslabones y articulaciones, normalmente conectadas en serie. subsistema de movimiento
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  ING. FAUSTO ACUÑA Transmisión.-Transmiten el movimiento de motores y de actuadores a los eslabones del manipulador. Los elementos de transmisión son: Transmisión por banda.- Se utilizan en la robótica, especialmente la banda síncrona, su vida útil es breve, ya que dependen de la tensión de la banda para producir agarre a través de la polea. Transmisión por cadena.- Son económicas, tienen mayor capacidad de carga y una vida útil más larga en comparación con las transmisiones por banda, aunque menor en comparación con los engranajes. Transmisión por engranajes.- Son los más confiables y duraderos, aunque el juego entre los dientes tendrá que tomarse en cuenta durante la fase de diseño. subsistema de movimiento
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  ING. FAUSTO ACUÑA Mecanismosde eslabones.- A fin de reducir el peso y exceso de flexibilidad de los elementos de transmisión, se emplean mecanismos de eslabones. subsistema de movimiento
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  ING. FAUSTO ACUÑA subsistemade RECONOCIMIENTO Está compuesto por diferentes sensores utilizados para recabar información sobre el estado del robot y su ambiente laboral, entre los principales tenemos: • Sensores internos - Sensores de presencia - Sensores de posición - Sensores de velocidad - Sensores de fuerza • Sensores externos - Sensores de presencia - Sensores de distancia - Sensores para reconocimiento de formas • Sensores de desplazamiento angular - Con contacto - Sin contacto • Sensores de desplazamiento lineal - Con contacto - Sin contacto • Sensores de posición - Encoders ópticos - Reglas magnéticas - Transformador diferencial de variación lineal • Sensores de posición angular - Potenciómetros - Codificadores ópticos incrementales - Encoders ópticos incrementales - Codificadores ópticos absolutos - Encoders ópticos absolutos - Resolvers/Sincroresolvers • Medidores de velocidad - Tacómetros - Convertidores de frecuencia– tensión
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  ING. FAUSTO ACUÑA subsistemade RECONOCIMIENTO • Medidores de esfuerzo - Galgas extensiométricas - De hilo, de semiconductor - Células de carga • Sensores de presencia - Mecánicos (finales de carrera) - Ópticos - Inductivos - Capacitivos • Sensores de proximidad - Efecto Hall - Célula Reed (láminas) - Ultrasonido • Medidores de distancia - Ultrasonido - Laser • Visión Artificial y Sistemas Táctiles • Convertidor Analógico Digital ADC Permite la comunicación entre los diferentes sensores y el controlador del robot. Convierte una señal analógica generada por un sensor en una señal digital, entendible por el controlador.
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  ING. FAUSTO ACUÑA subsistemade CONTROL Regula el movimiento del robot para ejecutar una tarea. Sus componentes principales son: control digital, convertidor digital en analógico DAC, amplificador. Control Digital (Controlador).- Es un dispositivo electrónico que tiene un CPU, memoria y/o disco duro para almacenar los datos programados. Se usa para controlar los movimientos del manipulador y del efector final. Procesa los comandos programados por el usuario y transmite señales analógicas a los actuadores a través de los convertidores analógicos digitales (DAC). Los lenguajes de programación suelen ser los mismos que se usan en programación.
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  ING. FAUSTO ACUÑA subsistemade CONTROL Convertidor digital analógico DAC.- Convierte la señal digital del controlador en una señal análoga para accionar los actuadores. El controlador digital también está acoplado a un DAC para reconvertir su señal en una señal análoga equivalente, es decir, el voltaje eléctrico para el motor de CD. Amplificador.- Amplifican y/o acondicionan las señales eléctricas para accionar los actuadores del manipulador robótico.
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  ING. FAUSTO ACUÑA [email protected] Fono:0998336590