Guión● 1. Concepto de Robot.● 2. Características de un robot.● 3. Clasificación de los robots.● 4. Sensores de un robot.● 5. Arquitectura de un robot.● 6. Mecánica de un robot.● 7.Sistemas de control.● 8.Coordenadas de posición.● 9.Ejemplos sencillos.

1. Concepto de Robot.

● Un robot es un mecanismo multifuncional y reprogramable, pudiendo realizar determinadas funciones, según la herramienta colocada, y del programa(código) usado para su funcionamiento.

2. Características de un robot.

● Un robot se caracteriza por los siguientes elementos:

a. Los grados de libertad.- Es el número de movimientos básicos independientes.

b. La zona de trabajo.- Determinado por el tamaño del robot y sus grados de libertad.

c. Precisión.- Es la exactitud en la repetición de los mismos movimientos.

d. Capacidad de carga.- El peso que puede desplazar.

2.Características de un robot (2)

d. Capacidad de programación.- Depende del microprocesador y del código de programación.

e. Percepción del entorno.- Permite detectar las características del entorno y reaccionar ante los estímulos recibidos.

● Dependiendo si poseen o no la capacidad de programación los robots pueden ser programables o no programables.

3.Clasificación de los robots.

● Los robots se clasifican atendiendo:

a. Geometría del brazo

b. Por la elección de las coordenadas de posición.

c. Por los grados de libertad de cada eje que mueve al brazo robotizado.

d. Por la energía utilizada en el movimiento.

e. Por el control: programables o no.

3.Clasificación de los robots(2)

● Según la energía usada para el movimiento será:

a. Energía neumática .-Para movimientos poco precisos y rápidos.

b. Energía hidráulica.- Para movimientos lentos, precisos y desplazar grandes pesos.

c. Energía eléctrica.- Para movimientos rápidos y de alta precisión.

4. Sensores de un robot.

● Los sensores o captadores son dispositivos que perciben las sensaciones internas o externas al propio robot y las transforman en una señal electrónica procesable. Los sensores pueden ser:

● a. Externos, como son:

1. De contacto.- sensores fotoeléctricos(de barrera o de reflexión).

2. Ultrasonidos.- Utilizan una señal ultrasónica(de barrera o reflexión)

4. Sensores de un robot(2)

3. Ópticos (IR) .- Permiten determinar distancias lineales o angulares. Los hay de transmisión(CNY70) o de reflexión , emisor IR TSU5400 y el receptor BPW40. De luz visible o resistencias LDR.

4. Potenciométricos.- Son resistencias variables que permiten medir desplazamientos lineales y angulares.

5.Termistores.- Captan la variación de la temperatura (NTC y PTC).

4. Sensores de un robot (3)

● Sensores internos.

a. Sensores de fuerza .- Son sensores de tacto. Se forman con microswitches.

b. Sensores de luz visible : fotodiodos y fototransistores.

c. Sensores de visión.- Usando cámaras WEB.

5. Arquitectura de un robot.● Se debe de tener en cuenta:

1. El manipulador con sus componentes: pedestal, que puede ser fijo o móvil, las barras o eslabones y la herramienta que es el último eslabón manipulativo.

2. Los elementos motrices: elementos mecánicos que permite el movimiento de las articulaciones, formado por dispositivos mecánicos o neumáticos y su fuente de energía.

3. Diferentes sensores usados como captadores del entorno.

4. El controlador, que permite programar las órdenes enviadas al robot, procesa la información y recalcula el código adaptándose a las nuevas condiciones. Para ello utiliza un microprocesador y la tarjeta controladora.

Un servomotor es un motor de DC controlado, que permite cofigurar la velocidad, el sentido de giro o el inicio y la parada.

6. Mecánica de un robot.

● Para configurar el movimiento del manipulador, se debe de controlar:

a. Los grados de libertad del sistema. Son movimientos básicos independientes. La mano posee 22.

b. Las articulaciones que unen los eslabones o barras. Pueden ser esféricas, cilíndricas, prismáticas, combinacionales, etc.

c. El movimiento de las articulaciones mediante servomotores o dispositivos neumáticos o hidráulicos.

● Los servomotores se utilizan en los sistemas de bucle cerrado, en dispositivos de montaje y soldadura.

● Motores de AC, paso a paso permite controlar los sistemas de bucle abierto como es el caso de mecanización de materiales.

6. Mecánica de un robot (2)

● Un rober sencillo se compone de dos ruedas motrices delanteras guiadas por sendos motores independientes y una rueda “loca” en la parte posterior.

● Para reducir la velocidad de los motores se recurre al sistema Sinfín-corona, siendo z1 = 1 y z2, el número de dientes de la corona

● Cuando hay un tren de engranajes.

RT=1z2

RT=z1 . z3

z2 . z4

Automatismos

Unidad decontrol

Actuador

Mecánica

Sensores

Controlador Actuador Mecánica

Bucle cerrado

Bucle abierto

Los músculos electrónicos se fabrican de NITINOL

7. Sistemas de control.

● Un sistema de control recibe las sensaciones del entorno y responde de acuerdo al sistema programado.

● La señal recibida se compara con otra de referencia o tarado . Cuando la diferencias de ambas es grande, se genera una señal de error que activa el sistema .

7. Sistemas de control.

Elementos de control

Comparadortransistor Relé Actuador Variable

controlada

Señal dereferencia

Señal deentrada(sensor)

8.Coordenadas de posición

Determinar la función F(x,y,z,t)= 0

Cada variable se controla por un actuador.

Traslación.- Sistema piñón-cremallera.

Rotación.- Servomotor.

Giros en planos.- cilindros o motores neumáticos o hidráulicos.

● La amplitud de los movimientos se configura mediante la variable temporal .

Movimientos del manipulador.

9. Elementos electrónicos.

● La alimentación del sistema se realizará mediante un generador de DC de V = 9 V.

● Los motores.- Se colocan en circuito secundario mediante relés para invertir el sentido de giro. Cuando se coloca en circuito principal se colocará un condensador en paralelo de C = 100 nF.

● El control se realizara por un par Darlington (npn) MPSA14 con una superior ganancia y sensibilidad. También se puede realizar el control mediante un CI LM386 de conmutación.

9. Elementos electrónicos (2)

● Los sensores pueden ser:

a. Diodo emisor de IR , color negro TSUS5400

El ánodo(A) es la patilla mas larga. Se protege con una resistencia de R = 220 Ω.

b. Fototransistor BPW40 , caperuza transparente. El colector(K), la patilla larga. Se protege con una resistencia de 1 MΩ,mediante un potenciómetro regulable.

c. Detector IR integrado (CNY70). El emisor y receptor integrado en la misma carcasa.Es un sensor de barrera. El emisor (A-K), se protege con una resistencia de R = 330 Ω, mientras que el receptor (C-E), se protege con una resistencia de 130 KΩ.

Elementos electrónicos

Movimientos de los Robots.

M1 M2M1M1M1

Adelante Hacia atrás

Giro derecha Giro izquierda

P P

8.Ejemplos : Robot busca la luz y seguidor de línea negra.

● a. Diseño:

Reducir la velocidad mediante Sinfín-corona o reductora de la velocidad.

Electrónica:

Electrónica Robot sigue línea negra

SensorCNY70