simulacion sistemas automatizados y robotica
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Trabajo de investigacionTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD DE SAN MARTÍN DE PORRES
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
INVESTIGACION OPERATIVA I
Simulación de Sistemas Automatizados y Robotica
SECCION: 34G
PROFESOR: JOSE VILLANUEVA
AMBIA MONTOYA NATALY 2000103182
2008
INDICE
INTRODUCCION_______________________________________________________3
I. SIMULACION DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS______________________4
1. Objetivo de la simulación de sistemas______________________________________4
2. Principios de Sistemas Automatizados______________________________________4
3. Clasificación de los modelos de simulación__________________________________4
4. ¿Cuando es necesario simular y cuando no es necesario simular?_______________5
5. Criterios a tomar para que un modelo de simulación sea bueno_________________6
6. Pasos a seguir para la construcción de modelos de simulación__________________7
II. APLICACION____________________________________________________9
A. Un Sistema De Simulación Como Alternativa En El Entrenamiento De Habilidades Deportivas______________________________________________________9
a) Lógica del sistema de simulación en su conjunto._____________________________9
b) Elementos que lo integran:_______________________________________________9
c) Conclusión de la simulación_____________________________________________15
III. ROBOTICA_____________________________________________________16
1. Clasificación de los robots_______________________________________________17
2. Clasificación de los robots según su arquitectura____________________________17
3. Arquitectura de un robot________________________________________________22
IV. Complementación de Simulación de Sistemas y Robótica________________24
A. Aplicaciones Industriales________________________________________________24
OPINION PERSONAL__________________________________________________26
CONCLUSIONES_____________________________________________________27
2
INTRODUCCION
El presente trabajo esta hecho con la finalidad de que podamos entender el
concepto de Simulación de sistemas y sus diversas aplicaciones en las que se
pueda implementar, y la relación que existe con la robótica.
Esto nos dará una visión muchísimo más amplia ya que nosotros como futuros
ingenieros debemos estar a la vanguardia que nos exige nuestra carrera ya
que la tecnología avanza a cada instante
Con la tecnología reducimos la mano de obra, simplificando el trabajo para que
así se de prioridad a algunas maquinas de realizar las operaciones de manera
automática; por lo que indica que se va dar un proceso más rápido y eficiente.
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I. SIMULACION DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS
Es un modelo, la simulación de un sistema o de un organismo es la operación de un
modelo lo cual se va a llamar simulador el cual es una representación del sistema.
Este modelo o simulador estará sujeto a diversas manipulaciones, las cuales serían
imposibles de realizar, demasiado costosas o imprácticas. La operación de un modelo
puede estudiarse y con ello conocer las propiedades concernientes al comportamiento
del sistema o subsistema real – costoso.
1. Objetivo de la simulación de sistemas
Descubrir el comportamiento de un sistema
Postular teorías o hipótesis que expliquen el comportamiento observado
usar esas teorías para predecir el comportamiento futuro del sistema, es decir
mirar los efectos que se producirían en el sistema mediante los cambios dentro
de él o en su método de operación (tiempo en minutos)
2. Principios de Sistemas Automatizados
Un sistema automatizado ajusta sus operaciones en respuesta a cambios en las
condiciones externas en tres etapas:
medición
evaluación
control.
3. Clasificación de los modelos de simulación
Dentro de los modelos de simulación están:
1. Modelos Deterministicos
Ni las variables endógenas y exógenas se pueden tomar como datos al azar. Aquí se
permite que las relaciones entre estas variables sean exactas o sea que no entren en
ellas funciones de probabilidad. Este tipo determinístico quita menos de cómputo que
otros modelos
Ejemplo: Modelos Estocásticos
4
2. Modelos Estocasticos
Cuando por lo menos una variable es tomada como un dato al azar las relaciones
entre variables se toman por medio de funciones probabilísticas, sirven por lo general
para realizar grandes series de muestreos, quitan mucho tiempo en el computador son
muy utilizados en investigaciones científicas
3. Modelos Estaticos
Es que en ellos no se toma en cuenta el tiempo dentro del proceso, por ejemplo: los
modelos de juegos, modelos donde se observa las ganancias de una empresa
Ejemplo: Arquitectónicos: líneas de teléfono, tubos de agua
4. Modelos Dinámicos
Si se toma en cuenta la variación del tiempo, ejemplo: la variación de la temperatura,
del aire durante un día, movimiento anual de las finanzas de una empresa. Ejemplo:
Laboratorio de química: reacción entre elementos
En estos modelos físicos podemos realizar modelos a escala o en forma natural, a
escala menor, e escala mayor, sirven para hacer demostraciones de procesos como
para hacer experimentos nuevos.
5. Modelos A Escala
Son los modelos sencillos de maquetas -> casa -> baño, cuartos, etc. También se
pueden tener a tamaño natural a menor o mayor escala, bidimensional, tridimensional.
4. ¿Cuando es necesario simular y cuando no es necesario simular?
Cuando no se tiene el modelo matemático definido
Formulación exacta del sistema
Cuando se tienen las fórmulas analíticas y se necesita un modelo para
ponerlas a funcionar
El costo o la corrida de un modelo no es costosa
Cuando al ver un proceso físico, el cual nosotros queremos conocer, la
simulación es la única forma (posibilidad) que tenemos para conocer el
comportamiento de un proceso real, ejemplo: fenómeno del niño (climático)
Cuando se requiere acelerar o retrazar el tiempo de los procesos dentro de un
sistema
cuando se quiere por medio de la simulación encontrar o hacer estudios y/o
experimentos
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5. Criterios a tomar para que un modelo de simulación sea bueno
Fácil de entender por el usuario
Tenga el modelo metas y objetivos
Modelo no me de respuestas absurdas
Que sea fácil de manipular, la comunicación entre el usuario y la computadora
debe ser sencilla
Que sea completa, tenga por lo menos las partes o funciones mas importantes
del sistema
Sea adaptable que podamos modificar, adaptarlo, actualizarlo
Que sea evolutiva que al principio sea simple y poco a poco empezamos a
volverla compleja dependiendo de las necesidades de los usuarios.
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6. Pasos a seguir para la construcción de modelos de simulación
FORMULA-CION DEL PROBLEMA
DEFINICION DEL
SISTEMA
FORMULACION DEL
MODELO
USO DE LA SIMULACION
PREPARA-CION DE DATOS
TRASLA-CION DEL MODELO
Está sucedido, observamos que tipo de sistema estamos viendo
1
2
NO
SI
Se toma al sistema real, lo analizamos y hacemos abstracc, quitando lo más importante
Encontrar algunas de las desventajas
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VALIDACION DEL MODELO
PLANEACION ESTRATEGICA
PLANEACION TACTICA
1
2
BUENA
Diseñar un experimento para buscar una nueva información deseada
Determinar como se va ha realizar casa una de las corridas de prueba del diseño experimental
2
EXPERIMENTACION
INTERPRETACION
Tomar esos resultados y buscar la sensibilidad del modelo como afecto al cambio de una determinada variable o condición al modelo
Malo
Empezar a inferir con base en los datos generados a que clase de sistema diferido Podemos atribuir lo que pasa con este2
DOCUMENTACION
GUSTO
IMPLEMENTACION
UTIL
Combinar a unas con otras situaciones, se va a explicar para que sirve, datos de entrada, etc
Volver al sitio donde más le gustó al usuario
NO
SI
Se toma el modelo y se lo implementa donde se va a funcionar, aquí se trabaja con los datos
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II. APLICACION
A. Un Sistema De Simulación Como Alternativa En El Entrenamiento De Habilidades Deportivas
a) Lógica del sistema de simulación en su conjunto.
La tecnología desarrollada se basa en la integración de sistemas de control de
información y de registro de la respuesta motora del deportista. Requiere la relación de
diferentes estructuras cada una de ellas con una función específica pero
colaboradoras en los objetivos generales del sistema.
La finalidad de este desarrollo de instrumental es la de poder recrear la situación
deportiva en un laboratorio en el que el deportista pueda ser estudiado con precisión y
al que se le pueda dar información relevante sobre su acción y las evoluciones de su
entorno. Esto permite una aproximación al entrenamiento de deportistas en disciplinas
como el tenis o la esgrima o en situaciones específicas de deportes colectivos como la
acción ante un lanzamiento de penalty en fútbol o un bloqueo ante un remate en
voleibol.
Para poder afrontar este objetivo se parte de la idea de simulación en laboratorio de la
situación deportiva. No se trata únicamente de un simulador sino de una metodología
de entrenamiento de habilidades motoras abiertas por medio de una tecnología que
aproxima al deportista su entorno.
b) Elementos que lo integran:
Podemos diferenciar tres elementos estructurales claramente diferenciados que nos
recuerdan los modelos de servosistemas en el procesamiento de la información dentro
del aprendizaje de habilidades deportivas.
- Estructura de información inicial.
- Estructura de simulación y registro.
- Estructura de feedback o retroalimentación.
Sobre estos tres niveles secuenciales en el tiempo y dentro de un ciclo cerrado se
sitúa una unidad de control o centro de procesamiento que se encarga de sincronizar
en el tiempo la función de cada estructura y de integrar y gestionar los datos que o
bien aportan cada uno o bien que requieren en cada momento.
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Esquema de los elementos que integran el sistema de simulación.
En primer lugar encontramos un sistema de control de la información inicial
(o feedforward) sobre la acción que va a realizar el deportista incluyendo datos sobre
las características del entorno o sobre la acción del oponente. Tiene como función
aportar al deportista aquellos datos que se consideran relevantes sobre el gesto a
realizar o sobre su entorno o adversario tales como los preíndices que debe observar,
las estrategias de intervención en función de la acción del oponente o cualquier tipo de
datos que el entrenador pueda considerar. En nuestro caso nos hemos centrado en
informar sobre los preíndices que el sujeto debía reconocer en su oponente para de
esta forma reaccionar lo antes posible ante su acción.
Posteriormente e integrados en uno, ya que son simultáneos en el tiempo,
encontramos el sistema de manipulación de la situación estimular y el sistema de
registro.
El primero de ellos, aunque se ha diseñado para reproducir situaciones deportivas que
hagan experimentar al deportista sensaciones similares al juego real, puede presentar
ante el sujeto cualquier serie de estímulos audiovisuales más o menos próximos a su
disciplina deportiva en función de lo que se estime oportuno según los objetivos
experimentales.
El segundo elemento, de registro, se basa en los desarrollados anteriormente
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para habilidades cerradas y se compone de dispositivos electrónicos que permiten
conocer la dimensión de la respuesta según los periféricos conectados. En nuestro
caso tratamos de registrar los parámetros temporales de la respuesta de reacción y la
eficacia reflejada en la elección de la respuesta correcta.
En último lugar encontramos la retroalimentación o feedback, llevada a acabo
por monitores que permiten una representación gráfica de los resultados obtenidos en
los ensayos realizados así como su evolución durante las series de entrenamiento.
Todos estos sistemas están controlados por la unidad central. Esta tiene la misión de
elaborar el protocolo de información inicial, seleccionando los datos que se van a
ofrecer por medio del sistema de feedforward, posteriormente dirige el comienzo
de la secuencia estimular que lleva a cabo el sistema de simulación y recibe y
almacena los datos procedentes de la unidad de registro. En función de los datos
obtenidos y de las características de la situación estimular ordenada elabora los
resultados que son mandados a la unidad de feedback para que estos sean accesibles
para el deportista.
Merece especial mención en nuestro caso un elemento que forma parte de la
aplicación experimental. Para elaborar la información inicial y expresar posibles
preíndices en la acción de un oponente nosotros hemos partido de un análisis del
oponente concreto. Así, se podría entender como otro elemento del sistema aunque
no ha sido desarrollado expresamente sino que se ha utilizado como una herramienta
ya existente.
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Organigrama lógico general.
Fotocélulas:
Detectan el paso de cuerpos sólidos cuando estos interrumpen el haz de luz que crean
entre ellas y un reflector. Están dispuestas en tres posiciones: a la derecha del sujeto,
a la izquierda y en el centro delante de él.
Las células de los laterales están colocadas sobre unos postes verticales de forma que
el haz de luz es perpendicular a la superficie de la mesa.
El conjunto de estos elementos proporcionaban cuatro canales de información digital
que eran recogidos a través del cableado específico por una caja de conexiones que
se comunicaba con el ordenador principal (unidad central) a través del puerto
La computadora reproducía secuencias de imágenes con una frecuencia de 50
imágenes por segundo. Esto, por medio del software necesario, producía la sensación
de una imagen en movimiento de la misma forma que un magnetoscopio. Además, en
el momento en el que aparece la imagen clave se comunica con la unidad central para
que ésta tenga la referencia sobre la que medir el tiempo de reacción.
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Un módulo conversor VGA-PAL recogía la señal de vídeo VGA procedente de la
computadora generadora de animaciones y la convertía en formato PAL estándar
europeo accesible de ser tratada por el proyector. El proyector recibía la señal
procedente del ordenador y era transformada por el módulo VGA-PAL para presentar
ante el sujeto una imagen tamaño real
Esquema de los dispositivos encargados de la presentación de estímulos.
Sistema de feedback.
El feedback es presentado por un monitor conectado al ordenador principal
y se colocaba separado de la unidad central de forma que se podía seleccionar la
información que se le presentaba al sujeto.
Unidad Central:
La unidad central se trata de una computadora portátil que realizaba las siguientes
funciones:
-Controlar las sucesiones de series de ensayos y descansos.
-Controlar el comienzo de las imágenes animadas
-Registrar los parámetros temporales de la respuesta de reacción del sujeto
-Detectar la aparición de la imagen clave desde la que se mide el tiempo.
-Detectar la decisión del sujeto y su tiempo de movimiento.
-Analizar los datos y ofrecer los resultados (feedback) de forma gráfica en el monitor
externo.
Esta unidad recibe la información de los dispositivos de registro y de la computadora
que genera la animación a través del puerto Centronics o puerto paralelo.
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Descripción del soporte lógico.
El soporte lógico (software) surge de la adaptación de anteriores aplicaciones
mencionadas y se ha aplicado específicamente para este trabajo incrementando su
volumen de código e implementando otras aplicaciones ya comercializadas.
Dentro del soporte lógico podemos dividir tres núcleos funcionales importantes: aquel
que se ocupa de aportar la información inicial al deportista, el módulo encargado de la
presentación de estímulos y el núcleo o programa central de registro y control.
Los pasos previos para conseguir la manipulación de las imágenes finales son:
Diagrama de flujo de la rutina de animación perteneciente al programa de presentaciónde estímulos.
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c) Conclusión de la simulación
Esta simulación del sistema nos permite la mejora para la interacción del deportista.
Esto es, conseguir que la computadora modifique la secuencia estimular en función de
las evoluciones del sujeto entablándose una relación lógica entre el deportista y la
recreación de la realidad frente a él. Esto no es ya ciencia ficción sino una posibilidad
que debe ser estudiada calculando sus posibilidades como entrenamiento de la
conducta motora, específicamente la deportiva.
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III. ROBOTICA
El término robótica procede de la palabra robot. La robótica es, por lo tanto, la
ciencia o rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los
robots.
Otra definición de robótica es el diseño, fabricación y utilización de máquinas
automáticas programables con el fin de realizar tareas repetitivas como el ensamble
de automóviles, aparatos, etc. y otras actividades. Básicamente, la robótica se ocupa
de todo lo concerniente a los robots, lo cual incluye el control de motores, mecanismos
automáticos neumáticos, sensores, sistemas de cómputos, etc.
La robótica es una disciplina, con sus propios problemas, sus fundamentos y
sus leyes. Tiene dos vertientes: teórica y práctica. En el aspecto teórico se aúnan las
aportaciones de la automática, la informática y la inteligencia artificial. Por el lado
práctico o tecnológico hay aspectos de construcción (mecánica, electrónica), y de
gestión (control, programación). La robótica presenta por lo tanto un marcado carácter
interdisciplinario.
En la robótica se aúnan para un mismo fin varias disciplinas afines, pero
diferentes, como la Mecánica, la Electrónica, la Automática, la Informática, etc. El
término robótica se le atribuye a Isaac Asimov. Los tres principios o leyes de la
robótica según Asimov son:
Un robot no puede lastimar ni permitir que sea lastimado ningún ser humano.
El robot debe obedecer a todas las órdenes de los humanos, excepto las que
contraigan la primera ley.
El robot debe autoprotegerse, salvo que para hacerlo entre en conflicto con la
primera o segunda ley.
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1. Clasificación de los robots
Ningún autor se pone de acuerdo en cuántos y cuáles son los tipos de robots y
sus características esenciales. La más común es la que continuación se presenta:
1ª Generación. Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con
un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
2ª Generación. Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos
de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo
de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos
requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.
3ª Generación. Robots con control sensorizado. El controlador es una
computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para
que realice los movimientos necesarios.
4ª Generación. Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero
además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el
estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del
proceso en tiempo real.
2. Clasificación de los robots según su arquitectura
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot,
puede se metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha
introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio
de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles,
desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los
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más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o
subsistemas estructurales.
Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación
genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil
establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y
riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los
siguientes grupos: Poliarticulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos.
Poliarticulados
Bajo este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya
característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente
pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados
para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según
uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad".
En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots
cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo
relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical
o reducir el espacio ocupado en el suelo.
Poliarticulados - Robot industrial Puma
Móviles
Son Robots con grandes capacidad de desplazamiento, basados en carros o
plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por
telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus
sensores. Las tortugas motorizadas diseñadas en los años cincuentas, fueron las
precursoras y sirvieron de base a los estudios sobre inteligencia artificial desarrollados
entre 1965 y 1973 en la Universidad de Stranford.
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Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una
cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la
radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas
detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están
dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el
comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía
dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados,
fundamentalmente, al estudio y experimentación.
Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra
la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal
problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y
mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.
Zoomorficos
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían
incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por
sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos.
A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción
es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales:
caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores
está muy poco evolucionado. Cabe destacar, entre otros, los experimentados
efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados
axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. En cambio, los
Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo
experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de
verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en
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superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en
el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
Microbot con ruedas tipo tanque
Hibridos
Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se
sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por
conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y
con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los
Robots zoomórficos.
De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la
yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de
los Robots industriales.
En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no
pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots
personales.
Las características con las que se clasifican principalmente
Propósito o función
Sistema de coordenadas empleado
Número de grados de libertad del efecto formal
Generación del sistema control.
1) Clasificación basada en su propósito o función:
a) Industriales
b) Personales/ Educativos
c) Militares--vehículos autónomos
Los elementos que constituyen un Robot industrial son:
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1) Efectores finales Brazos manipuladores Controladores Sensores Fuentes de
poder.
2) Clasificación de los Robots basados en las generaciones de sistemas de
control.
La primera generación: El sistema de control usado en la primera generación
de Robots esta basado en la “paradas fijas” mecánicamente. Esta estrategia es
conocida como control de lazo abierto o control “bang bang”. Podemos considerar
como ejemplo esta primera etapa aquellos mecanismos de relojería que permiten
mover a las cajas musicales o a los juguetes de cuerda. Este tipo de control es muy
similar al ciclo de control que tienen algunos lavadores de ciclo fijo y son equivalentes
en principio al autómata escribiente de HM Son útiles para las aplicaciones industriales
de tomar y colocar pero están limitados a un número pequeño de movimientos.
En este Robot el efector final consiste de una serie de sensores que puede
tener diversas aplicaciones (medición, inspección)
La segunda generación utiliza una estructura de control de ciclo abierto, pero
en lugar de utilizar interruptores y botones mecánicos utiliza una secuencia numérica
de control de movimientos almacenados en un disco o cinta magnética. El programa
de control entra mediante la elección de secuencias de movimiento en una caja de
botones o a través de palancas de control con los que se “camina”, la secuencia
deseada de movimientos.
El mayor número de aplicaciones en los que se utilizan los Robots de esta
generación son de la industria automotriz, en soldadura, pintado con “spray”. Este tipo
de Robots constituyen la clase más grande de Robots industriales en EU., incluso
algunos autores sugieren que cerca del 90 % de los Robots industriales en EU
pertenecen a esta 2ª generación de control
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La tercera generación de Robots utiliza las computadoras para su estrategia de
control y tiene algún conocimiento del ambiente local a través del uso de sensores, los
cuales miden el ambiente y modifican su estrategia de control, con esta generación se
inicia la era de los Robots inteligentes y aparecen los lenguajes de programación para
escribir los programas de control. La estrategia de control utilizada se denomina de
“ciclo cerrado”
La cuarta generación de Robots, ya los califica de inteligentes con más y
mejores extensiones sensoriales, para comprender sus acciones y el mundo que los
rodea. Incorpora un concepto de “modelo del mundo” de su propia conducta y del
ambiente en el que operan.
Utilizan conocimiento difuso y procesamiento dirigido por expectativas que
mejoran el desempeño del sistema de manera que la tarea de los sensores se
extiende a la supervisión del ambiente global, registrando los efectos de sus acciones
en un modelo del mundo y auxiliar en la determinación de tareas y metas.
La quinta generación, actualmente está en desarrollo esta nueva generación de
Robots, que pretende que el control emerja de la adecuada organización y distribución
de módulos conductuales.
3. Arquitectura de un robot
Fijarse sólo en el brazo articulado de un robot sería como juzgar a alguien
única y exclusivamente por el tamaño de su nariz.
Además del brazo, hay otras cuatro partes esenciales en un sistema robotizado
que son las siguientes: el controlador, los actuadotes y reguladores, el elemento
Terminal y los sensores.
Las partes de un sistema robotizado
En definitiva, un robot ha evolucionado como una réplica de sus creadores,
salvando las distancias. El conjunto guarda cierta similitud con nuestro propio cuerpo.
Manos y brazos se ven reflejados en las partes mecánicas: el manipulador y la
herramienta. Los músculos serían los actuadotes y las terminaciones nerviosas, los
reguladores.
El cerebro (equivalente del controlador) es el encargado de enviar las órdenes
a los músculos a través de las terminaciones nerviosas y de recibir información a
mediante los sentidos (sensores).
Finalmente, la manera de pensar y actuar vendría determinada por el software
de control residente en la computadora.
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Sistemas realimentados
Nuestros sentidos toman información, que aprovecha el cerebro para dirigirnos
correctamente a través de la calle. Este esquema es válido también para un sistema
robotizado.
En cambio, un sistema no sensorizado daría lugar a un control no realimentado
y, por tanto, en lazo abierto. Éstos se caracterizan por la falta de adaptabilidad al
medio; o, lo que es lo mismo, ante las mismas órdenes de entrada su comportamiento
será el mismo, sin tener en cuenta lo que le rodea en esos momentos.
El sistema nervioso
Al igual que nuestro cerebro envía impulsos nerviosos a nuestros músculos
para que éstos se muevan, el robot requiere que una computadora central decida qué
pasos hay que seguir para llevar a cabo una tarea concreta.
La espina dorsal del robot son los reguladores. Dependiendo del actuador
utilizado, el control se realizará a través de un programa o bien mediante programa y
circuitos a la vez.
La función de los reguladores
La misión de los actuadotes es alcanzar un estado determinado cuya
referencia le viene impuesta por la unidad de control. Ese estado puede ser bien
alcanzar una posición determinada, o bien adquirir cierta velocidad. Si son actuadotes
eléctricos (motores) esto se hará girando. Si son hidráulicos o neumáticos, se enviará
mayor o menor presión al fluido compresor.
Al controlador principal le interesa que su orden se cumpla exactamente y en el
menor tiempo posible, sin que tenga necesidad de ocuparse de ello. Y ésta es la
misión de los reguladores.
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IV. Complementación de Simulación de Sistemas y Robótica
A. Aplicaciones Industriales
La parte más visible de la simulación de sistemas automatizados actual puede ser la
robótica industrial
Un Robot industrial es un manipulador automático reprogramable y
multifuncional, que posee ejes capaces de agarrar materiales, objetos, herramientas
mecanismos especializados a través de operaciones programadas para la ejecución
de una variedad de tareas como se puede apreciar, estas definiciones se ajustan a la
mayoría de las aplicaciones industriales de Robots salvo para las aplicaciones de
inspección y para los Robots móviles (autónomos) o Robots personales.
Un Robot industrial es una máquina que puede efectuar un número diverso de
trabajos automáticamente mediante una programación informática previa. Se
caracteriza por tener una estructura en forma de brazo mediante el cual puede usar
diferentes herramientas o aprehensores situados como elemento terminal de éste.
Además, es capaz de tomar decisiones en función de la información procedente del
exterior.
El Robot industrial forma parte del progresivo desarrollo de la automatización
industrial, favorecido notablemente por el avance de las técnicas de control por
computadora, y contribuye de manera decisiva la automatización en los procesos de
fabricación de series de mediana y pequeña escala.
La fabricación en series pequeñas había quedado hasta ahora fuera del
alcance de la automatización, debido a que requiere una modificación rápida de los
equipos producción.
El Robot, como manipulador reprogramable y multifuncional, puede trabajar de
forma continua y con flexibilidad. El cambio de herramienta o dispositivo especializado
y la facilidad de variar el movimiento a realizar permiten que, al incorporar al Robot en
el proceso productivo, sea posible y rentable la automatización en procesos que
trabajan con series más reducidas y gamas más variadas de productos.
CLP o PLC (Programmable Logic Controller en sus siglas en inglés) son
dispositivos electrónicos muy usados en Automatización Industrial.
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Son utilizadas frecuentemente para sincronizar el flujo de entradas de
sensores y eventos con el flujo de salidas a los actuadores y eventos.
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OPINION PERSONAL
Elegí este tema de la convención ya que me parece muy interesante lo rápido
que avanza la tecnología, hoy en día ya no necesitamos de manos de obra
para realizar nuestras labores, lo cual es muy bueno pero también malo ya que
hay menos trabajo, pero fuera de todo esto la tecnología nos ahorra tiempo y
esfuerzo.
Resulta increíble como están avanzando con la creación de los robots, dentro
de poco van a vivir entre nosotros como simples seres humanos.
Cabe resaltar que a mi parecer los más beneficiados con la automatización son
las empresas industriales ya que necesitan terminar sus productos en el menor
corto posible y gracias a ello mayormente cumplen sus objetivos.
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CONCLUSIONES
Si la automatización no es utilizada en la búsqueda de nuevas formas de
trabajo para el hombre la situación económica de una gran mayoría de la
población mundial estará en crisis.
Una gran parte de los seres humanos deben ser capacitados para poder tener
acceso a uso de tecnología, sino no tendrán oportunidad de desarrollarse como
personas.
Algunas ventajas son:
Repetitividad
Control de calidad más estrecho
Mayor eficiencia
Integración con sistemas empresariales
IIncremento de productividad
Reducción de trabajo.
Y desventajas:
Requerimientos de un gran capital
Decremento severo en la flexibilidad
Un incremento en la dependencia del mantenimiento y reparación.
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