Proyecto Robot

Sistemas Mecatrónicos Industriales

PROYECTO ROBOT

TRABAJO FINAL

Integrantes: (C13 – 6 – A)

CABALLERO LEÓN, Cristian

SAAVEDRA MAUTINO, Peter

SOVERO PARIASCA, José

VALENZUELA AGREDA, Ángel

ZEVALLOS TORRES, Giampiere

Profesor: Elmer Mendoza.

Fecha de entrega: 16 de junio.

2009 – I

"Los Conceptos Y Principios Fundamentales De La Ciencia Son Invenciones Libres Del Espíritu Humano."

Albert Einstein.

"Mi Ambición Ha Sido Siempre Hacer Realizables Los Sueños."

Bill Gates.

"Lo Importante Es Saber La Forma De Llevar Todas Las Cosas En Silencio."

Michael Faraday.

DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

Uno de los principales problemas de los estudiantes es no saber utilizar adecuadamente la tecnología y la importancia que existe en el mundo industrial, la mayoría de veces el estudiante piensa que todo lo relacionado a la realización de estos tipos de proyectos, fabricación y puesta en marcha del funcionamiento de un brazo robot resultan ser sofisticados y de una demasía en márgenes de tiempo por lo que en algunas instituciones y universidades no cuentan con esta metodología. Para desarrollar este proyecto es preciso conocer algunos conceptos básicos que se explicaran a continuación.

ROBOTIZACIÓN

En el lenguaje diario, se dice que un proceso está “robotizado” cuando los seres humanos que la llevaban a cabo han sido sustituidos por uno o varios robots. Dado que los trabajadores utilizaban herramienta y máquinas en su trabajo, los robots servirán también, a las mismas máquinas en su trabajo y utilizaran unas herramientas especiales adaptadas a sus características anatómicas. Cuando se comparan, desde el punto de vista productivo, un robot con un trabajador humano, se observa la nula capacidad de decisión que tienen los robots no inteligentes y la escasez de los llamados inteligentes. Pero por otra parte, se observa también, su enorme potencial productivo (sobre todo en las labores repetitivas), merced a la posibilidad de trabajo ininterrumpido y preciso, incluso en condiciones ambientales inaceptables para las personas. Por lo que, que muchas tareas, un solo robot puede sustituir a dos o más hombres.

ROBÓTICA

El objetivo de la Robótica es liberar al hombre de tareas peligrosas, tediosas o pesadas y realizarlas de manera automatizada. Así, Robótica puede ser definida como la teoría y la práctica de tareas automatizadas, que por su naturaleza estaban reservadas al hombre.

La Robótica es el deseo de sintetizar algunos aspectos de las funciones que realiza el hombre a través del uso de mecanismos, sensores y computadoras. Su estudio involucra muchas áreas del conocimiento que a grandes rasgos las podemos dividir en: manipulación mecánica, locomoción, visión por computadora e inteligencia artificial.

ROBOT INDUSTRIAL

La principal diferencia entre un robot y una máquina convencional es que el primero es capaz de modificar su tarea a realizar. Esto convierte a los robots en la solución ideal para el cambiante y exigente mundo de la industria.

El término robot puede adquirir muchos significados diferentes dependiendo del contexto. En este trabajo, un robot será considerado como un robot industrial, también llamado manipulador o brazo robot. Este tipo de robot consiste en un brazo mecánico articulado (inspirado en el brazo humano).

La Federación Internacional de Robótica (IFR) en su informe técnico ISO/TR distingue entre robot industrial y otros robots con la siguiente:

"Por robot industrial de manipulación se entiende a una máquina de manipulación automática, reprogramable y multifuncional con tres o más ejes que pueden posicionar y orientar materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejecución de trabajos diversos en las diferentes etapas de la producción industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento."

Un típico robot industrial no tiene la capacidad de iniciar ninguna acción por su cuenta. Todas sus secuencias necesarias son determinadas de antemano, a través de un programa dentro de la computadora. De aquí la importancia de una representación exacta del medio ambiente dentro de la computadora del robot.

COMPONENTES

Los componentes de un robot industrial son los siguientes: el manipulador o brazo mecánico, la unidad de control, la herramienta y la fuente de poder.

El brazo mecánico es la parte del robot con la que estamos más familiarizados. Este se encarga de realizar los movimientos necesarios para llevar a cabo la tarea. El brazo esta formado por una serie de elementos o eslabones unidos mediante articulaciones. Cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulación con respecto a la anterior, se denomina grado de libertad (GDL). El número de grados de libertad del robot viene dado por la suma de los grados de libertad de las articulaciones que lo componen

La unidad de control, generalmente una computadora es la encargada de controlar los distintos componentes del robot. Ésta puede almacenar las trayectorias a seguir por parte del robot. También se encarga de controlar la comunicación tanto interna como externa. El brazo mecánico por si solo poco puede hacer. Necesita de una herramienta para poder realizar una tarea. Las herramientas varían de acuerdo al tipo de tarea, un ejemplo de estas son las pinzas, las pistolas de pintura o de soldadura.

La fuente de poder no es necesariamente única ya que puede ser: eléctrica, neumática o hidráulica. La unidad de control funciona con energía eléctrica, pero el brazo mecánico y la herramienta pueden utilizar energía neumática (gas comprimido) o hidráulica (fluidos).

SISTEMA ROBOTIZADO

Un sistema robotizado o célula robótica es el componente de una línea de producción que incluye uno o más robots para realizar una tarea específica. Los componentes de un sistema robotizado son:

Las máquinas (robot manipulador, brazo mecánico, etc.). Lo que entendemos por robots industriales.

El medio ambiente. Para el caso de robots fijos el ambiente se reduce a su espacio de acción.

La tarea, esta se define como la diferencia entre dos estados del medio ambiente. Esta tarea debe ser descrita a la computadora en un lenguaje apropiado.

La computadora o cerebro del robot. Esta es la parte del robot que genera las señales de control de acuerdo a la información que se recibe. Las señales generadas actúan directamente sobre el robot y provienen de un programa o secuencia de instrucciones.

TIPOS DE ROBOTS Y APLICACIONES

a) Robots impulsados neumáticamente

La programación de estos robots consiste en la conexión de tubos de plástico a unos manguitos de unión de la unidad de control neumático. Esta unidad está formada por dos partes: una superior y una inferior. La parte inferior es un secuenciador que proporciona presión y vacío al conjunto de manguitos de unión en una secuencia controlada por el tiempo. La parte superior es el conjunto de manguitos de unión que activan cada una de las piezas móviles del robot. Las conexiones entre manguitos determinan qué piezas intervendrán en el movimiento, en qué dirección se moverán y los diferentes pasos que deberán efectuar. Modificando las conexiones de los manguitos de unión se podrán programar otras secuencias de pasos distintas.

Los robots del tipo descrito son los más simples que existen. Hay quien opina que a este tipo de máquinas no se les debería llamar robots; Sin embargo, en ellas se encuentran todos los elementos básicos de un robot: estas máquinas son programables, automáticas y pueden realizar gran variedad de movimientos.

b) Robots equipados con servomecanismos

Otro tipo de robots más sofisticados desde el punto de vista del control y de las prestaciones que ofrecen es, los que llevan servomecanismos.

El uso de servomecanismos va ligado al uso de sensores, como los potenciómetros, que informan de la posición del brazo o la pieza que se ha movido del robot, una vez éste ha ejecutado una orden transmitida. Esta posición es comparada con la que realmente debería adoptar el brazo o la pieza después de la ejecución de la orden; si no es la misma, se efectúa un movimiento más hasta llegar a la posición indicada.

c) Robots punto a punto

Añadiendo a los servomecanismos una memoria electrónica capaz de almacenar programas y un conjunto de circuitos de control digital, se obtienen robots más potentes y de más fácil manejo.

La programación de este tercer tipo de robots se efectúa mediante una caja de control que posee un botón de control de velocidad, mediante el cual se puede ordenar al robot la ejecución de los movimientos paso a paso. Se clasifican, por orden de ejecución, los pasos que el robot debe seguir, al mismo tiempo que se puede ir grabando en la memoria la posición de cada paso. Este será el programa que el robot ejecutará. Una vez terminada la programación, el robot inicia su trabajo según las instrucciones del programa. A este tipo de robots se les llama punto a punto, porque el camino trazado para la realización de su trabajo

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