Módulo 1 Robótica Introducción

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Glosario

ELSIE: Primer robot móvil autónomo. Electro-Light-Sensitive-External-Internal.

ENIAC: Primera computadora digital de la historia. Electronic Numerical Integrator and Calculator. Enjambres de robots: Conjuntos de robots que se basan en agentes simples y baratos, pero que en conjunto realizan una acción complicada.

Nanorobots: Robots construidos en escala nanométrica. Un uso en desarrollo de estos robots es en la ingeniería biomédica para tratar tumores.

PUMA: Programmable Universal Machine for Assembly. Referencias bibliográficas

Ollero, A. (2007). Robótica: Manipuladores y robots móviles. España: Alfaomega-Marcombo. Iñigo, R. y Vidal, E. (2004). Robots industriales manipuladores. España: Alfaomega.[pic 8][pic 9]

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D.R. © Universidad TecMilenio. Imprimir[pic 10]

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Explicación del tema 2

Robótica Industrial

Tema 2. Estructura mecánica del robot

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Estructuras básicas

Desde el punto de vista de su morfología, un manipulador industrial es una cadena de eslabones que se interrelacionan entre sí por una articulación o par cinemático. Recuerda que el número de grados de libertad es la cantidad de parámetros independientes que es necesario especificar para determinar la situación del órgano terminal. Éste también es el número de ecuaciones que nos son suficientes para describir el movimiento.

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Imagen obtenida de: http://www-pagines.fib.upc.es/~rob/protegit/treballs/Q2_03-04/rob_ia2/elem1.htm Sólo para fines educativos.

La cantidad de grados de libertad que tenga tu sistema, dependerá del tipo de articulaciones que utilices para enlazar los eslabones. Así, hay articulaciones de rotación (las más comunes) y articulaciones prismáticas, que dan un grado de libertad y que consisten, respectivamente, en una rotación alrededor del eje de la articulación o de una translación en la dirección del mismo eje. Una articulación cilíndrica te permitirá combinar estos dos movimientos, dando por tanto dos grados de libertad. Otra articulación que otorga dos grados de libertad es la planar, que se caracteriza por el movimiento en un plano.

Una articulación que otorga tres grados de libertad es la esférica, que funciona como una rótula, posibilitando tres movimientos rotatorios. Otro aspecto que debes de considerar respecto a los grados de libertad es que estos normalmente coinciden con el número de eslabones de la cadena cinemática. Sin embargo, esto puede ser falso en muchos casos, como cuando se ponen dos articulaciones que permiten un mismo movimiento en un mismo eje.

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Imagen obtenida de: http://www-pagines.fib.upc.es/~rob/protegit/treballs/Q2_03-04/rob_ia2/elem1.htm Sólo para fines educativos.

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Imagen obtenida de: http://www-pagines.fib.upc.es/~rob/protegit/treballs/Q2_03-04/rob_ia2/elem1.htm Sólo para fines educativos.

Ahora revisa las distintas estructuras en que suelen estar construidos los robots. Las cinco estructuras básicas que verás en este tema son la cartesiana, la cilíndrica, la polar, la angular y la SCARA. La siguiente imagen muestra una de estas configuraciones:

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Imagen obtenida de: http://www.looptechnology.com/robotic-robot-types.asp#.U5XQ9nJ5N8E Sólo para fines educativos.

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La configuración cartesiana (articulación Prismática, Prismática y Prismática o estructura PPP), por tener sólo movimientos lineales, se puede considerar la más sencilla (aunque no la menos usada). Este tipo de robot usa articulaciones prismáticas, que al estar orientadas de manera perpendicular entre ellas, permiten movimientos lineares en tres dimensiones. La desventaja, claro está, es que no tiene movimientos rotatorios, por lo que no permite orientación y sólo permite transportar objetos en la misma orientación. El rango donde el robot puede trabajar es relativamente pequeño, y su capacidad para rodear obstáculos[pic 16]

o llegar a arribar a espacios cerrados puede llegar a ser nula.

La ventaja de esta configuración es su robustez, la cual le da muchos usos en la industria para trasladar cargas pesadas. Otra ventaja de la configuración cartesiana es su facilidad de control. Como verás más adelante en el curso, controlar la trayectoria de un lado a otro del robot se complica por las traslaciones y rotaciones de los eslabones para llegar a la posición. Al ser necesarios en este robot sólo movimientos lineales, especificando únicamente las coordenadas (x, y, z), los cálculos para los movimientos son sencillos.

La siguiente configuración estudiada será la cilíndrica (RPP o articulación Rotatoria, Prismática y Prismática). En esta configuración pierdes un grado de libertad de movimiento lineal para sustituirlo por uno de movimiento rotatorio. De esta manera tienes un movimiento rotatorio en el eje principal del robot, mientras que los movimientos lineales le permiten al efector final, que está orientado normalmente hacia abajo, subir y bajar o acercarse y alejarse del eje. El movimiento de este tipo de robot es por tanto muy similar al de algunas grúas industriales utilizadas para mover productos pesados de una estación a otra.

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Imagen obtenida de: http://www.looptechnology.com/robotic-robot-types.asp#.U5XQ9nJ5N8E Sólo para fines educativos.

Aunque este tipo de robot es robusto, no lo es tanto como el cartesiano. Sin embargo, su movimiento rotatorio de 360° alrededor