Robótica Industrial y Autómatas PDF

Definiciones Robótica Industrial y Autómatas Grado en Inga . Eléctrica y Electrónica, 7o semestre Módulo de Tecnología Especifica de Electrónica Industrial (TEEI) Iñaki Arocena Elorza José Basilio Galván Herrera Dept. Automática y Computación Universidad Pública de Navarra 1 / 19 Definiciones Í...

Definiciones Robótica Industrial y Autómatas Grado en Inga . Eléctrica y Electrónica, 7o semestre Módulo de Tecnología Especifica de Electrónica Industrial (TEEI) Iñaki Arocena Elorza José Basilio Galván Herrera Dept. Automática y Computación Universidad Pública de Navarra 1 / 19 Definiciones Índice 1 Definiciones Robot Definiciones Hitos de la robótica Tipos de robots en la actualidad Composición de un sistema robótico 2 / 19 Definiciones Robot Robot Origen del vocablo: Término eslavo robota, significa “trabajo siervo”: trabajo que la gleba dedicaba al señor feudal en contrapartida de una cesión de una parcela tierra para su uso y subsistencia. Introducido por primera vez por Karel Čapek en su novela Opilec (1917) para designar a unos humanoides biológicos creados artificialmente. En el campo industrial, brazo manipulador reprogramable, diseñado en principio para la realización de tareas repetitivas. Robótica: Ciencia de los robots. Vocablo introducido por el científico y novelista Isaac Asimov. 4 / 19 Definiciones Definiciones Definiciones Definición Robotics Industry Association (R.I.A.): Manipulador multifuncional reprogramable capaz de mover material, piezas, herramientas o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas. Definición ISO (Int. Standard Organization): Extiende la definición del RIA incluyendo sus múltiples grados de libertad. 6 / 19 Definiciones Definiciones Definiciones Diferencia entre manipulador y robot industrial. Definición AFNOR (Asociación Francesa de Normalización) Manipulador Mecanismo simple actuado por cilíndros neumáticos o hidráulicos, controlado mediante un autómata programable (lazo abierto), adecuado para tareas de alta producción, un alimentador de piezas, por ejemplo. Robot Manipulador polivalente de varios grados de libertad (g.d.l.) controlados por servosistemas de posición y velocidad que permiten la ejecución de trayectorias espaciales programadas mediante algún lenguaje de alto nivel y un entorno de programación/simulación. 7 / 19 Definiciones Hitos de la robótica Hitos de la robótica Evolución desde los Teleoperadores y CNC’s 1947: Primer teleoperador con motores eléctricos. q1 , q2 , q3 , ... manipulador esclavo manipulador maestro q1 q2 Entorno peligroso q3 1948: idem con realimentación q1 q2 Entorno seguro yn q3 9 / 19 Definiciones Hitos de la robótica Hitos de la robótica Evolución desde los Teleoperadores y CNC’s 1949: primer CNC (Control Numérico por Computador). 1954: George Devol, primer robot reprogramable. 1956: Joseph Engelberger funda la Unimation Company. 1961: Instalación del primer robot en General Motors Co. 1963: Primer robot con visión artificial. 1978: Primer robot PUMA (Programable Universal Manipulator Arm) fabricado por Unimation Co. 1981: Primer robot con accionamiento directo, el CMU. 10 / 19 Definiciones Tipos de robots en la actualidad Tipos de robots en la actualidad Tipos de robots en la actualidad El concepto de robot se ha ampliado a otros mecanismos asimismo multifuncionales, reprogramables y capaces de moverse en el espacio Brazos manipuladores elásticos Manipulador espacial R.M.S. (Remote Manipulator System): 15,5m ω1 = 0, 5 Hz. (20 a 40 seg.), coste operación 20.000$/min (1989). Vehículos guiados autónomos (AGV) o robocarros. Robots caminantes de 1, 2 o más patas. Prótesis inteligentes controlados por el sistema nervioso. Robots submarinos con “cable umbilical” o autónomos (sónares). Microrobots, trabajo cooperativo, medicina,. . . Robots con formas animales: trepadores, reptantes,. . . 12 / 19 Definiciones Composición de un sistema robótico Composición de un sistema robótico Composición de un sistema robótico Un sistema robótico es una integración de sistemas mecánicos, eléctricos, sensores e informáticos Además del brazo manipulador son necesarios: El controlador el computador que controla sus movimientos, E/S y sensores externos. El entorno de programación para el usuario. Interfaz para la transferencia de materiales. Herramientas o útiles. Sensores externos: sistemas de visión artificial, de proximidad, de fuerza, etc. 14 / 19 Definiciones Composición de un sistema robótico Composición de un sistema robótico El problema de la inserción pinza robot En tareas de contacto con el entorno el control de posición es insuficiente. pieza a insertar desviación a orificio Figura: Inserción de clavija en un agujero. Con tolerancias ajustadas se produce “pinzamiento” o “enganche”. Es necesario el control híbrido de la posición y de la fuerza. 15 / 19 Definiciones Composición de un sistema robótico Composición de un sistema robótico Ejemplos de aplicación con sensor de fuerza (a) Inserción de clavija (b) Engranado (c) Desbarbado (d) Montaje sensor de fuerza 16 / 19 Definiciones Composición de un sistema robótico Composición de un sistema robótico Detalle de un sensor de fuerza x galgas extensométricas barras de desviación Fx y w1 z Mx w2 w7 w3 Fy sensor de fuerza muñeca My w4 w5 w8 Mz w6 Fz Figura: Sensor de fuerza con galgas extensométricas. 17 / 19 Definiciones Composición de un sistema robótico Composición de un sistema robótico Sistema de seguridad La instalación de un robot debe cumplir con unas medidas de seguridad conforme a la legislación vigente. Existe normativa europea (EN 775) e internacional. En España rige la normativa de AENOR UNE-EN 775 y UNE-EN ISO 10218 para robots industriales. Gran parte de los accidentes ocurren en operaciones de mantenimiento, programación, ajuste etc. donde se desactivan medidas de seguridad. Los accidentes más típicos ocurren por: Colisión entre robots y hombre. Aplastamiento por atrapamiento entre robot y entorno. Proyección de piezas. 18 / 19 Definiciones Composición de un sistema robótico Composición de un sistema robótico Sistema de seguridad Ejemplo de una “jaula” para robot industrial. Figura: Robot en su “Jaula’realizando una tarea de soldadura. 19 / 19