Perirobotica

INTRODUCCION

El ser humano desde sus inicios ha buscado la manera de adaptarse y modificar su estilo de vida, desde las condiciones más difíciles ha surgido la manera de facilitar la condición de vida humana, de mejorar su calidad y de facilitar maneras productivas de trabajos que reduzcan el esfuerzo físico del hombre en sus tareas cotidianas.

La robótica, según se define es la ciencia que estudia el diseño y construcción de máquinas inteligentes, es un conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten desarrollar la idea de realizar y automatizar sistemas basados en estructuras poli articuladas. Estas máquinas son fabricadas con cierta capacidad intelectual y están destinadas a la producción industrial para sustituir la participación real del ser humano en ciertas tareas. De manera impresionante los sistemas robóticos son capaces de recibir información y de comprender sus funciones y ejecutarlas con precisión.

Cada componente de un robot es esencial para su funcionamiento ya que cada uno de ellos tiene una tarea especifica que realizar y si alguna de estas falla el dispositivo no funcionara de acuerdo a la tarea que se le ah sido asignada, por eso el hecho de saber por que están compuestos es de suma importancia y aprender de ellos es muy interesante.

4.3 EQUIPO DE PERIROBOTICA

4.3.1 MAQUINAS – HERRAMIENTA

Como recordaras las maquinas-herramientas son producto de la combinación de un herramienta y una maquina que optimiza su funcionamiento mediante el incremento de sus posibilidades: precisión, velocidad, fuerza y trabajo continuo.

Su importancia y clasificación básica

Las maquinas-herramientas son excelentes auxiliares en la producción de objetos técnicos, gracias a las características que ya se han citado. Todas maquinas-herramientas presentan una o más fuentes de alimentación, mecanismos de trasmisión y elementos de ejecución del trabajo.

Tipos de Automatización.

Existen cinco formas de automatizar en la industria moderna, de modo que se deberá analizar cada situación a fin de decidir correctamente el esquema más adecuado.

Los tipos de automatización son:

• Control Automático de Procesos

• El Procesamiento Electrónico de Datos

• La Automatización Fija

• El Control Numérico Computarizado

• La Automatización Flexible.

El Control Automático de Procesos, se refiere usualmente al manejo de procesos caracterizados de diversos tipos de cambios (generalmente químicos y físicos); un ejemplo de esto lo podría ser el proceso de refinación de petróleo.

El Proceso Electrónico de Datos frecuentemente es relacionado con los sistemas de información, centros de cómputo, etc. Sin embargo en la actualidad también se considera dentro de esto la obtención, análisis y registros de datos a través de interfaces y computadores.

La Automatización Fija, es aquella asociada al empleo de sistemas lógicos tales como: los sistemas de relevadores y compuertas lógicas; en embargo estos sistemas se han ido flexibilizando al introducir algunos elementos de programación como en el caso de los (PLC’S) O Controladores Lógicos Programables.

Un mayor nivel de flexibilidad lo poseen las máquinas de control numérico computarizado. Este tipo de control se ha aplicado con éxito a Máquinas de Herramientas de Control Numérico (MHCN). Entre las MHCN podemos mencionar:

• Fresadoras CNC.

• Tornos CNC.

• Máquinas de Electro erosionado

• Máquinas de Corte por Hilo, etc.

El mayor grado de flexibilidad en cuanto a automatización se refiere es el de los Robots industriales que en forma más genérica se les denomina como "Celdas de Manufactura Flexible".

Qué es el CNC?

C.N.C. se refiere al control numérico de máquinas, generalmente Máquinas de Herramientas. Normalmente este tipo de control se ejerce a través de un computador y la máquina está diseñada a fin de obedecer las instrucciones de un programa dado.

Esto se ejerce a través del siguiente proceso:

Dibujo del procesamiento

• Programación.

• Interface.

• Máquinas Herramientas C.N.C.

La interface entre el programador y la MHCN se realiza a través de la interface, la cual puede ser una cinta perforada y codificada con la información del programa. Normalmente la MHCN posee una lectora de la cinta.

Características del C.N.C

La MHCN posee las siguientes ventajas:

• Mayor precisión y mejor calidad de productos.

• Un operario puede operar varias máquinas a la vez.

• Fácil procesamiento de productos de apariencia complicada.

• Flexibilidad para el cambio en el diseño y en modelos en un tiempo corto.

• Reducción en costos de inventario, traslado y de fabricación en los modelos y abrazaderas.

• Se reduce la fatiga del operador.

• Mayor seguridad en las labores.

• Fácil control de acuerdo con el programa de producción lo cual facilita la competencia en el mercado.

• Fácil administración de la producción e inventario lo cual permite la determinación de objetivos o políticas de la empresa.

• Permite simular el proceso de corte a fin de verificar que este sea correcto.

Sin embargo no todo es ventajas y entre las desventajas podemos citar:

• Alto costo de la maquinaria.

• Falta de opciones o alternativas en caso de fallas.

• Es necesario programar en forma correcta la selección de las herramientas de corte y la secuencia de operación para un eficiente funcionamiento.

• Los costos de mantenimiento aumenta, ya que el sistema de control es más complicado y surge la necesidad de entrenar al personal de servicio y operación.

• Es necesario mantener un gran volumen de producción a fin de lograr una mayor eficiencia de la capacidad instalada.

4.3.2 EFECTORES FINALES

Efector final = órgano terminal fijado en la muñeca del robot.

Cada tarea realizada por el robot requiere un órgano particular usualmente diseñado especialmente para esa tarea Y gran variedad

Cualquier herramienta usualmente manual puede servir como efector final después de adaptarlo al robot:

– Dándole flexibilidad

– Compensando algunas imperfecciones

Ejemplos: atornillador, perforadora, sierra,…

Típicamente, el efector final y los elementos de interface representan 10-25% del costo del robot con 5-10% solo para el efector final

Tipos de efectores finales

– Órganos de agarre de objetos

• Para agarrar y manipular objetos

• Aplicaciones: cargar y descargar máquinas, coger piezas en una cinta de transporte, arreglar objetos sobre una paleta,…

• Diferentes tecnologías: pinzas mecánicas o otros tipos (magnéticos, de succión,…)

• Diferentes modos de agarre:

– Interno/externo según si el objeto esta cogido por adentro o por fuera.

– Acción unilateral, bilateral o multilateral según el número de lados del objeto usados para cogerlo.

– Función simple o múltiple: el uso de múltiples efectores permite de reducir la duración del ciclo de trabajo. Por ejemplo, para cargar y descargar una máquina con dos pinzas

Tipos de efectores finales

– Herramientas:

• Herramienta para soldadura al arco

• Herramienta para soldadura por puntos

• Herramienta para pintar o pegar

• Herramienta rotativa: perforadora, tornilladora,…

• Herramienta para calentar o cortar

• Herramienta para cortar con agua

– A veces, se usa una pinza para coger una herramienta permitiendo al mismo robot de trabajar con diferentes herramientas.

Pinzas mecánicas = efector final compuesto de unos "dedos" actuados mediante un mecanismo para agarrar un objeto.

Modelos de manipuladores seriales Generación de trayectorias Programación de los robots industriales Definiciones y contexto

– Los dedos son en contacto directo con los objetos manipulados.

– Típicamente 2 o 3 dedos, raramente 5 dedos como la mano humano (5 dedos, 32 GDL, numerosos sensores, flexible y capacitad de adaptación inigualables).

– Los dedos pueden ser fijos o amovibles e intercambiables, por Ejemplo para poder usar la misma pinza con objetos de diferente

Toma por constricción

• Diseño especial de los dedos: formas parecidas al objeto o formas en V para objetos cilíndricos

• Posibilidad de mantener la orientación del objeto

• Seguridad y precisión

• Poca fricción y pequeñas fuerzas de agarre

Pinzas mecánicas – Toma por fricción

– Los dedos deben aplicar una fuerza suficiente para compensar el efecto de la gravedad, de las aceleraciones y de todas las fuerzas de contacto con otros objetos.

– Usualmente los dedos tienen partes de material suave para aumentar la área de contacto y para proteger los objetos manipulados de rasparse

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