5rm4 proyecto final mecanísmos brazo robótico y banda transportadora

7/21/2019 5RM4 Proyecto Final Mecansmos Brazo Robtico y Banda Transportadora

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NDICE

1. BRAZO ROBOTICO..31.1.Generalidades.3

1.1.1. Conceptos--.31.1.2. Cronograma--..3

1.2.Estructura y construccin --.41.2.1. Similitues entre el !ra"o #umano $ el ro!%tico.-......41.2.2. Componentes............41.2.3. &spacio '(olumen) e tra!a*o..........................................................1+1.2.4. Tipos e con,iguraciones mor,ol%gicas.........................................121.2.. ateriales e construcci%n..............................................................11.2./. Ser(omotores....................................................................................1/

1.2./.1. Caracter0sticas generales......................................................1/1.2./.2. u con(ierte un motor en ser(omotor...........................151.2./.3. Tipos e ser(omotores..........................................................151.2./.4. C%mo 6unciona $ se controla un ser(omotor.................17

1.2.5. otor 8C 'Corriente irecta).............................................................2+1.2.5.1. 8escripci%n.............................................................................2+1.2.5.2. 6uncionamiento......................................................................2+1.2.5.3. 9artes......................................................................................2+1.2.5.4. :usti,icaci%n.............................................................................23

1.2.;. Sensoresistoria...............................................................................................3+2.1.2. Conceptos..........................................................................................31

2.2.Estructura y construccin............................................................................322.2.1. 9artes................................................................................................32

2.3.Funcionamiento..........................................................................................332.3.1. Bana................................................................................................332.3.2. Roillos..............................................................................................34

2.4.Tipos...........................................................................................................342..Utilidades....................................................................................................3

3. BIB?IO@RA6A..................................................................................................354. 6&=T&S &?&CTR=ICAS.............................................................................35


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1. BRAZO ROBOTICO1.1.Generalidades

1.1.1. Conceptos

Ro!otD procee e la pala!ra c#eca ro!otaE Fue signi,ica Gtra!a*o o!ligatorioHescla(oE $ es un manipulaor automtico ser(o controlaoE reprograma!leEpoli(alenteE capa" e posicionar $ orientar pie"asE Jtiles o ispositi(os especialesEsiguieno tra$ectoria (aria!les reprograma!lesE para la e*ecuci%n e tareas(ariaas. =ormalmente tiene la ,orma e uno o (arios !ra"os terminaos en unamuKeca.

Ro!ot inustrialD es un manipulaor multi,uncional reprograma!leE capa" e mo(ermateriasE pie"asE #erramientasE o ispositi(os especialesE segJn tra$ectorias(aria!lesE programaas para reali"ar tareas i(ersas.

1.1.2. CronogramaA continuaci%n se presenta un cronograma e los a(ances e la ro!%tica esesus inicios.

6&C>A 8&SARRO??O

1;+1 :. :aFuar in(ento su telarE Fue era una mFuina programa!le para laurim!re

1;+ >. aillaret constru$% una muKeca mecnica capa" e #aceri!u*os.

174 &l in(entor !ritnico C. L. MenNar solicit% su patente para iseKo ero!ot. 9atente !ritnica emitia en 175.

177 Se introu*o el primer ro!ot comercial por 9lanet Corporation. esta!acontrolao por interruptores e ,in e carrera.

17/1 n ro!ot nimate se instal% en la 6or otors Compan$ paraatener una mFuina e ,unici%n e troFuel.

17// Trall,aE una ,irma noruegaE constru$% e instal% un ro!ot e pintura porpul(eri"aci%n.

17/; n ro!ot m%(il llamao GS#ae$GG se esarroll% en SRI 'Stan,orResearc# Institute)E esta!a pro(isto e una i(ersia e sensores as0 como unacmara e (isi%n $ sensores tctiles $ po0a espla"arse por el suelo.

1751 &l GStan,or ArmGGE un peFueKo !ra"o e ro!ot e accionamientoelctricoE se esarroll% en la Stan,or ni(ersit$.

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8ispositi(os e entraa $ salia e atos 8ispositi(os especiales

anipulaorD ecnicamenteE es el componente principal. &st ,ormao por unaserie e elementos estructurales s%lios o esla!ones unios meiante

articulaciones Fue permiten un mo(imiento relati(o entre caa os esla!onesconsecuti(os. ?as partes Fue con,orman el manipulaor reci!enE entre otrosE losnom!res eD cuerpoE !ra"oE muKeca$ actuaor ,inal'o elemento terminal). A esteJltimo se le conoce #a!itualmente como apre#ensorE garraE pin"a o gripper.

Caa articulaci%n pro(ee al ro!ot eE al menosE un grao e li!erta. &n otras

pala!rasE las articulaciones permiten al manipulaor reali"ar mo(imientosE loscuales pueen serD

?inealesD ue pueen ser #ori"ontales o (erticales.

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http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#E/Shttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#especialeshttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#articulacioneshttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#mu%C3%B1ecahttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#garrahttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#grados_libertadhttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#E/Shttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#especialeshttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#articulacioneshttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#mu%C3%B1ecahttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#garrahttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/sistema/morfologia.htm#grados_libertad


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AngularesD 9or articulaci%n.

'&n los os casos la l0nea ro*a representa la tra$ectoria seguia por el ro!ot).&Qisten os tipos e articulaci%n utili"aos en las *untas el manipulaorD

9rismtica < ?inealD :unta en la Fue el esla!%n se apo$a en un esli"aorlineal. ActJa linealmente meiante los tornillos sin,0n e los motoresE o loscilinros.

RotacionalD :unta giratoria a menuo mane*aa por los motores elctricos $las transmisionesE o por los cilinros #irulicos $ palancas.

BsicamenteE la orientaci%n e un esla!%n el manipulaor se etermina meiantelos elementos rollEpitch$ yaw.

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A la muKeca e un manipulaor le corresponen los siguientes mo(imientos ograos e li!ertaD giro 'hand rotate)E ele(aci%n 'wrist fle) $ es(iaci%n 'wristrotate) como lo muestra el moelo in,eriorE aunFue ca!e #acer notar Fue eQistenmuKecas Fue no pueen reali"ar los tres tipos e mo(imiento.

&l actuaor ,inal'!ripper) es un ispositi(o Fue se une a la muKeca el !ra"o elro!ot con la ,inalia e acti(arlo para la reali"aci%n e una tarea espec0,ica. ?a

ra"%n por la Fue eQisten istintos tipos e elementos terminales esE precisamenteEpor las ,unciones Fue reali"an. ?os i(ersos tipos poemos i(iirlos en osgranes categor0asD pin"as $ #erramientas. Se enomina 9unto e Centro e>erramienta 'TC9E Tool "enter #oint) al punto ,ocal e la pin"a o #erramienta. 9ore*emploE el TC9 por0a estar en la punta e una antorc#a e la solaura.

ControlaorD Como su nom!re inicaE es el Fue regula caa uno e losmo(imientos el manipulaorE las accionesE clculos $ procesao e la

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in,ormaci%n. &l controlaor reci!e $ en(0a seKales a otras mFuinas-#erramienta'por meio e seKales e entraa $ salia) $ almacena programas. &Qisten (ariosgraos e control Fue son ,unci%n el tipo e parmetros Fue se regulanE lo Fuea lugar a los siguientes tipos e controlaoresD

8e posici%nD &l controlaor inter(iene Jnicamente en el control e la posici%n elelemento terminal. CinemticoD &n este caso el control se reali"a so!re la posici%n $ la (elocia.

8inmicoD Aems e regular la (elocia $ la posici%nE controla las propieaesinmicas el manipulaor $ e los elementos asociaos a l.

Aaptati(oD &nglo!a toas las regulaciones anteriores $E aemsE se ocupa econtrolar la (ariaci%n e las caracter0sticas el manipulaor al (ariar la posici%n

Otra clasi,icaci%n e control es la Fue istingue entre control en !ucle a!ierto $

control en !ucle cerrao. &l control en !ucle a!ierto a lugar a muc#os erroresE $aunFue es ms simple $ econ%mico Fue el control en !ucle cerraoE no se amiteen aplicaciones inustriales en las Fue la eQactitu es una cualia imprescini!le.?a inmensa ma$or0a e los ro!ots Fue #o$ 0a se utili"an con ,ines inustriales secontrolan meiante un proceso en !ucle cerraoE es ecirE meiante un !ucle erealimentaci%n. &ste control se lle(a a ca!o con el uso e un sensor e la posici%nreal el elemento terminal el manipulaor. ?a in,ormaci%n reci!ia ese elsensor se compara con el (alor inicial eseao $ se actJa en ,unci%n el erroro!tenio e ,orma tal Fue la posici%n real el !ra"o coincia con la Fue se #a!0aesta!lecio inicialmente.

8ispositi(os e entraa $ saliaD ?os ms comunes son teclaoE monitor $ ca*a ecomanos 'teach pendant). &n el i!u*o se tiene un controlaor 'computer moule)Fue en(0a seKales a los motores e caa uno e los e*es el ro!ot $ la ca*a ecomanos 'teach pendant) la cual sir(e para enseKarle las posiciones almanipulaor el ro!ot.

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?a siguiente ,igura muestra un teach pendatpara un tipo e ro!ot inustrial.

?os ispositi(os e entraa $ salia permiten introucir $E a su (e"E (er los atosel controlaor. 9ara manar instrucciones al controlaor $ para ar e altaprogramas e controlE comJnmente se utili"a una computaora aicional. &snecesario aclarar Fue algunos ro!ots Jnicamente poseen uno e estoscomponentes. &n estos casosE uno e los componentes e entraa $ saliapermite la reali"aci%n e toas las ,unciones. ?as seKales e entraa $ salia se

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o!tienen meiante tar*etas electr%nicas instalaas en el controlaor el ro!ot lascuales le permiten tener comunicaci%n con otras mFuinas-#erramientas.

Se pueen utili"an estas tar*etas para comunicar al ro!otE por e*emploE con lasmFuinas e control numrico. &stas tar*etas se componen e rele(aoresE loscuales manan seKales elctricas Fue espus son interpretaas en un programae control. &stas seKales nos permiten controlar cuno e!e entrar el ro!ot acargar una pie"a a la mFuinaE cuano e!en empe"ar a ,uncionar la mFuina o elro!otE etc.

8ispositi(os especialesD &ntre estos se encuentran los e*es Fue ,acilitan elmo(imiento trans(ersal el manipulaor $ las estaciones e ensam!la*eE Fue sonutili"aas para su*etar las istintas pie"as e tra!a*o. &n la estaci%n el ro!oto(e aster & 'itsu!is#i) representaa en la ,igura se pueen encontrar los

siguientes ispositi(os especialesDA) &staci%n e posici%n so!re el transportaor para la carga


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1.2.3. &spacio'(olumen) e tra!a*o

?as imensiones e los elementos el manipulaorE *unto a los graos e li!ertaEe,inen la "ona e tra!a*o el ro!otE caracter0stica ,unamental en las ,ases eselecci%n e implantaci%n el moelo aecuao.

?a "ona e tra!a*o se su!i(ie en reas i,erenciaas entre s0E por laaccesi!ilia especi,ica el elemento terminal 'apre#ensor o #erramienta)E Fue esi,erente a la Fue permite orientarlo (erticalmente o con el eterminao ngulo einclinaci%n. Tam!in Fuea restringia la "ona e tra!a*o por los l0mites e giro $espla"amiento Fue eQisten en las articulaciones.

&l (olumen e tra!a*o e un ro!ot se re,iere Jnicamente al espacio entro el cualpuee espla"arse el eQtremo e su muKeca. 9ara eterminar el (olumen etra!a*o no se toma en cuenta el actuaor ,inal. ?a ra"%n e ello es Fue a lamuKeca el ro!ot se le pueen aaptar !ripperse istintos tamaKos. 9ara ilustrarlo Fue se conoce como (olumen e tra!a*o regular $ (olumen e tra!a*o irregularEtomaremos como moelos (arios ro!ots.

&l ro!ot cartesiano$ el ro!ot cil0nrico presentan(olJmenes e tra!a*o regulares. &l ro!otcartesiano genera una ,igura cJ!ica.

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&l ro!ot e con,iguraci%n cil0nrica presenta un(olumen e tra!a*o parecio a un cilinro'normalmente este ro!ot no tiene una rotaci%n e3/+)

9or su parteE los ro!ots Fue poseen unacon,iguraci%n polarE los e !ra"o articulao $ losmoelos SCARApresentan un (olumen e tra!a*oirregular.

9ara eterminar el (olumen e tra!a*o e un ro!ot inustrialE el ,a!ricantegeneralmente inica un plano con los l0mites e mo(imiento Fue tiene caa una elas articulaciones el ro!otE como en el siguiente casoD

1.2.4. Tipos e con,iguraciones mor,ol%gicas

?a estructura el manipulaor $ la relaci%n entre sus elementos proporcionan unacon,iguraci%n mecnicaE Fue a origen al esta!lecimiento e los parmetros Fue#a$ Fue conocer para e,inir la posici%n $ orientaci%n el elemento terminal.

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6unamentalmenteE eQisten cuatro estructuras clsicas en los manipulaoresE Fuese relacionan con los corresponientes moelos e coorenaas en el espacio $Fue son cartesianasE cil0nricasE es,ricas $ angulares. As0E el !ra"o elmanipulaor puee presentar cuatro con,iguraciones clsicasD

Cartesiana

Cil0nrica

&s,rica

8e !ra"o articulao

una no clsicaD

SCARA'$electi%e "ompliance &ssem'ly (o'ot &rm).

&l empleo e i,erentes com!inaciones e articulaciones en un ro!otE a lugar ai,erentes con,iguracionesE con caracter0sticas a tener en cuenta tanto en el iseKo$ construcci%n el ro!ot como en su aplicaci%n. ?as com!inaciones ms,recuentes son con tres articulacionesE Fue son las ms importantes a la #ora eposicionar su eQtremo en un punto en el espacio.

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A continuaci%n se presentan las caracter0sticas principales e las con,iguracionesel !ra"o manipulaor.

Cartesiana < Rectil0neaD&l posicionano se #ace en el espacio e tra!a*o con lasarticulaciones prismticas. &sta con,iguraci%n se usa !ien cuano un espacio etra!a*o es grane $ e!e cu!rirseE o cuano la eQactitu consiste en la espera elro!ot. 9osee tres mo(imientos linealesE es ecirE tiene tres graos e li!ertaE loscuales corresponen a los mo(imientos locali"aos en los e*es E $ Z. ?osmo(imientos Fue reali"a este ro!ot entre un punto $ otro son con !ase eninterpolaciones lineales. Interpolaci%nE en este casoE signi,ica el tipo e tra$ectoriaFue reali"a el manipulaor cuano se espla"a entre un punto $ otro. A latra$ectoria reali"aa en l0nea recta se le conoce como interpolaci%n lineal $ a latra$ectoria #ec#a e acuero con el tipo e mo(imientos Fue tienen susarticulaciones se le llama interpolaci%n por articulaci%n.

Cil0nricaD &l ro!ot tiene un mo(imiento e rotaci%n so!re una !aseE unaarticulaci%n prismtica para la altura $ una prismtica para el raio. &ste ro!ot sea*usta !ien a los espacios e tra!a*o reonos. 9uee reali"ar os mo(imientoslineales $ uno rotacionalE o seaE Fue presenta tres graos e li!erta. &ste ro!otest iseKao para e*ecutar los mo(imientos conocios como interpolaci%n lineal einterpolaci%n por articulaci%n. ?a interpolaci%n por articulaci%n se lle(a a ca!o pormeio e la primera articulaci%nE $a Fue sta puee reali"ar un mo(imientorotacional.

&s,rica < 9olarD 8os*untas e rotaci%n $ unaprismtica permiten alro!ot apuntar en muc#asireccionesE $ eQtener la mano a un poco e istancia raial. ?os mo(imientos

sonD rotacionalE angular $ lineal.&ste ro!ot utili"a la interpolaci%n por articulaci%npara mo(erse en sus os primeras articulaciones $ la interpolaci%n lineal para laeQtensi%n $ retracci%n.

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!ra"o articulao < Articulaci%n es,rica < Articulaci%n coorinaa < Rotaci%n

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