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Entertainment & Humor

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  • 1. Brazo mecnico controlado por motores de pasoAcoplados a un sistema Con microprocesador

2. ndiceIntroduccin...................................................................................................................... 1Objetivo............................................................................................................................ 2Propsito........................................... 2Justificacin...................................................................................................................... 2Captulo 1Qu es un robot? .......................................................................................................... 31.1 El trmino robot.................................. 31.2 Generaciones de robots............................................................................................ 51.3 Clasificacin de los robots............................. 51.4 Partes de un robot................................... 6Captulo 2 Caractersticas generales de los robots...................... 112.1 Grados de libertad................................ 112.1. 1 Punto de vista de la teora de mecanismos y mquinas.......... 122.1.2 Punto de vista de la Robtica.......................................................................... 142.2 Volumen de trabajo: Capacidad de carga............................................................ 142.3El concepto de gripper (elemento terminal)........................................................... 142.3.1 Tipos de herramientas.......................................................................................... 152.4 Precisin en la repetibilidad.................................................................................. 152.5 Velocidad.................................................................................................................. 162.6 Lenguajes de programacin................................................................................... 162.6.1 Lenguajes de la primera generacin................................................................. 172.6.2 Lenguajes de la segunda generacin................................................................ 17Captulo 3 Cinemtica y posicionamiento de robots...................... 183.1 Articulaciones robticas......................................................................................... 183.2 La cinemtica aplicada a la Robtica...................... 193.3 Problema cinemtico directo................................................................................. 19 3. 3.4 Problema cinerntico inverso................................................................................ 21Captulo 4 Motores elctricos de paso a paso.......................... 244.1 Elementos motrices de los robots.......................... 244.2 Motores elctricos de paso a paso...................................................................... 254.3 Sistemas de control para motores PAP................................................................ 284.3.1 Sistemas de control en lazo abierto, basados en microprocesador................. 28Captulo5 Sistemas de control con microprocesador..................... 305.1 Estructura y funciones del sistema de control................. 305.2 Niveles de control por computadora...................................................................... 31Captulo 6 Implementacin del brazo mecnico....................................................... 326.1 Circuito interface entre la PC y los motores de paso.............. 326.1.1 Diseo del circuito.............................. 326.1.2 Lista de material................................................................................................. 346.2 Descripcin de los motores............................. 356.3 Programa de simulacin y control del brazo mecnico.............. 366.3.1 Instrucciones de uso............................. 366.3.2 Cdigo fuente...................................................................................................... 38Conclusiones................................................................................................................... 66Bibliografa..................................................................................................................... 68 4. IntroduccinLa Robtica es un concepto de dominio pblico. La mayor parte de la gente tiene unaidea de lo que es la robtica, sabe sus aplicaciones y el potencial que posee; sinembargo, no conocen el origen de la palabra robot, ni tienen idea de la naturaleza delas aplicaciones tiles de la robtica como ciencia.La Robtica, como la conocemos hoy en da, tiene sus orgenes hace miles de aos.Comenzaremos aclarando que, antiguamente, los robots eran conocidos con elnombre de autmatas, y la robtica no era reconocida como ciencia, es ms, lapalabra robot surgi hasta mucho despus del origen de los autmatas.Desde el principio de los tiempos, el hombre ha deseado crear vida artificial. Se haempeado en dar vida a seres artificiales que le acompaen en su morada, o querealicen sus tareas repetitivas, pesadas o difciles de realizar por un ser humano. Estosprimeros autmatas utilizaban, principalmente, la fuerza bruta para poder ejecutarsus movimientos. A las primeras mquinas herramientas que ayudaron al hombre afacilitarle su trabajo no se les daba el nombre de autmata, sino ms bien se lesreconoca como artefactos o simples mquinas.Antiguamente, se creaban artefactos capaces de realizar tareas diarias y comunes paralos hombres, o bien para facilitarles las labores cotidianas; se daban cuenta de quehaba tareas repetitivas que se podan igualar con un complejo sistema, y es ascomo se comienzan a crear mquinas capaces de repetir las mismas labores que elhombre realizaba.Los ingenieros griegos aportaron grandes conocimientos acerca de los autmatas,aunque su inters estaba enfocado ms bien hacia el saber humano que hacia lasaplicaciones prcticas. Tiempo despus, los autmatas fueron los protagonistasprincipales de una infinidad de relatos de ciencia-ficcin.Los primeros robots creados en toda la historia de la humanidad no tenan ms que unsolo fin: entretener a sus dueos. Sus inventores slo se interesaban en conceder losdeseos de recrear a quien le peda construir el robot. Sin embargo, estos inventoresse comenzaron a dar cuenta de que los robots podan imitar movimientos humanos ode alguna criatura viva. Estos movimientos pudieron ser mecanizados y, de estamanera, se podan automatizar y mecanizar algunas de las labores ms sencillas deaquellos tiempos.El origen del desarrollo de la Robtica se basa en el empeo por automatizar lamayora de las operaciones en una fbrica; esto se remonta al siglo XVII, en laindustria textil, donde se disearon telares que se controlaban con tarjetas perforadas. 5. ObjetivoDisear y construir un brazo mecnico controlado por un programa de computadoraque manipule los motores de paso correspondientes a cada grado de libertad delbrazo.PropsitoConocer las ventajas y desventajas del uso de la computadora personal y los motoresde pasos en la implementacin de un brazo de robot.JustificacinCon el nacimiento de la Revolucin Industrial, muchas fbricas tuvieron granaceptacin por la automatizacin de procesos repetitivos en la lnea de ensamblaje.La automatizacin consiste, principalmente, en disear sistemas capaces de ejecutartareas repetitivas hechas por los hombres y de controlar operaciones sin la ayuda de unoperador humano.El trmino automatizacin tambin se utiliza para describir a los sistemas programablesque pueden operar independientemente del control humano. La mayora de lasindustrias han sido automatizadas o utilizan tecnologa para automatizar algunaslabores; en la industria de la telefona, la marcacin, la transmisin y la facturacinestn completamente automatizadas.La aparicin de los robots es consecuencia directa del desafo que ha representadopara el hombre hacer cada vez ms eficientes los procesos de produccin. As, lasaplicaciones de la Robtica en la automatizacin de esos procesos se han convertido enparte imprescindibles de fbricas de aparatos electrnicos, automviles, etc.Hay estadsticas que indican claramente las ventajas de la utilizacin de un roboten lugar de mano de obra humana en ciertas tareas (sin mencionar las implicacionessociales de la Robtica, que no trataremos en este Proyecto). Entre esas ventajas estn lavelocidad y la precisin con que operan los robots, incluyendo el hecho de que "no secansan" y "no protestan". Adems, existen aplicaciones donde la Robtica juega unpapel fundamental, es decir, sin sta sera prcticamente imposible llevar a cabo talesaplicaciones, por ejemplo, el manejo de sustancias radioactivas mediante brazosmanipuladores. 6. CAPITULO 1 Marco tericoQu es un robot?1 .I El trmino robotDesde la antigedad se ha tenido la idea de crear autmatas que imitaran a los hombreso a los animales. Pero no fue sino hasta este siglo cuando se desarroll la tecnologapara construir mquinas que sustituyeran al hombre en tareas pesadas, peligrosas omontonas. Tales mquinas reciben el nombre de robot. Este trmino, de origen checo,aparece por vez primera en novelas de ciencia ficcin, aunque es hasta el ao 1961cuando llega a la industria el primer robot til. Mikell Groover, en su libroAutomation, Production Systems and Computer lntegrated Manufacturing, define alrobot industrial como "...una mquina programable, de propsito general, que poseeciertas caractersticas antropomrficas, es decir, con caractersticas basadas en la figurahumana...". La figura 1.1 muestra la analoga existente entre las partes del brazohumano y el mecnico.Figura 1.1. El brazo mecnico es un robot con caractersticas antropomrficas.Cabe destacar que la caracterstica antropomrfica ms comn en nuestros das es la deun brazo mecnico, el cual realiza diversas tareas industriales. Pero el robot industrial,que se conoce y emplea en nuestros das, no surge como consecuencia de la tendencia oaficin de reprodu