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COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIAL
MODULO DE ROBOTICA
2009
COMPETENCIA I
FUNDAMENTOS DE LA
ROBOTICA Definiciones, clasificación, historia, evolución y
estructura
Autor: Ing. Guillermo Almeida
T R A B A J O A P L I C A D O M O D U L O N T I C S
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 2
INDICE GENERAL
OBJETIVOS DE UNIDAD: ................................................................................................................... 4
INTRODUCCION A LA ROBOTICA ...................................................................................................... 4
HISTORIA DE LA ROBOTICA .............................................................................................................. 5
CATEGORIZACION DE LA ROBOTICA ................................................................................................ 6
HISTORIA Y EVOLUCION DE LA ROBOTICA ....................................................................................... 6
ROBOTS MOVILES ......................................................................................................................... 6
ROBOTS INDUSTRIALES ................................................................................................................ 8
ROBOTS HUMANOIDES ................................................................................................................ 9
DESARROLLO DE LA ROBOTICA INDUSTRIAL .............................................................................. 10
CUADRO COMPARATIVO DE CARACTERISTICAS DE TIPOS DE ROBOTS ..................................... 11
CLASIFICACION DE LOS ROBOTS POR GENERACIONES .............................................................. 12
ESTRUCTURA MECANICA DE ROBOTS MANIPULADORES .......................................................... 12
CONFIGURACION DE LAS ARTICULACIONES DE UN ROBOT ................................................... 13
CLASIFICACION DE ROBOTS.................................................................................................... 14
CLASIFICACION DE ROBOTS POR SU GEOMETRIA ............................................................. 14
CLASIFICACIÓN POR EL MÉTODO DE CONTROL ................................................................. 15
CLASIFICACIÓN POR LA FUNCIÓN: ..................................................................................... 16
MAPA MENTAL DE LA CLASIFICACION DE ROBOTS ............................................................ 16
TRABAJO INDIVIDUAL DE APLICACIÓN ............................................................................... 17
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................. 17
INDICE DE ILUSTRACIONES
Gráfico 1 ........................................................................................................................................... 5
Gráfico 2 ........................................................................................................................................... 5
Gráfico 3 ........................................................................................................................................... 6
Gráfico 4 ........................................................................................................................................... 8
Gráfico 5 ........................................................................................................................................... 9
Gráfico 6 ........................................................................................................................................... 9
Gráfico 7 ......................................................................................................................................... 13
Gráfico 8 ......................................................................................................................................... 13
Gráfico 9 ......................................................................................................................................... 13
Gráfico 10 ....................................................................................................................................... 13
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
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Gráfico 11 ....................................................................................................................................... 13
Gráfico 12 ....................................................................................................................................... 14
Gráfico 13 ....................................................................................................................................... 14
Gráfico 14 ....................................................................................................................................... 15
Gráfico 15 ....................................................................................................................................... 15
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 4
OBJETIVOS DE UNIDAD:
RESUMIR LA HISTORIA Y EVOLUCIÓN DE LA ROBÓTICA INDUSTRIAL
INTERPRETAR EL CONCEPTO DE ROBOTICA Y ROBOT
CLASIFICAR A LOS ROBOTS INDUSTRIALES
INVESTIGAR ALGUNOS PROYECTOS ROBOTICOS ACTUALES
INTRODUCCION A LA ROBOTICA La Robótica es una disciplina dedicada al estudio, diseño, realización y manejo de los robots.
El primer requisito en la conceptualización de la robótica, parece entonces claro: la definición
contextualizada de robot en todos los ámbitos bajo una perspectiva actual.
El análisis de la evolución histórica, merecerá tratamiento específico en un apartado
posterior. La robótica está caracterizada por cierta dispersión conceptual, que ha propiciado
algunas definiciones a lo largo de la historia, por una parte el diccionario Webster define un
robot como: ”Un dispositivo automático que ejecuta funciones normalmente atribuídas a los
seres humanos, o una máquina con la forma de un ser humano”
El término robot, procede de la palabra checa robota, que significa 'trabajo obligatorio' y fue
empleado por primera vez en la obra teatral de 1921 R.U.R. (Robots Universales de Rossum)
por el novelista y dramaturgo checo Karel Capek.
Desde entonces se ha empleado la palabra robot para referirse a una máquina que realiza
trabajos para ayudar a las personas o efectuar tareas difíciles o desagradables para los
humanos, siendo la robótica un área de la mecatrónica aplicada, esta representa por lo tanto la
confluencia de varias áreas: mecánica, electricidad, electrónica, automatización e informática,
que hacen que el estudio de un robot resulte enormemente atractivo para especialistas en
cualquiera de ellas.
Realizando una referencia general, el desarrollo de la robótica se fundamenta en los
Autómatas, desarrollados inicialmente y que imitaban por medio de accionamientos
mecánicos a los humanos, luego se desarrollaron robots móviles de ruedas, hasta llegar a los
robots de exploración espacial, casi paralelamente fueron desarrollándose los robots
industriales, con accionamientos mecánicos, para agilitar procesos productivos hasta llegar a
sofisticados robots electromecánicos, integrados a células de fabricación flexible, para
finalmente en épocas actuales centrarse en el desarrollo de robots humanoides con
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 5
inteligencia artificial como los proyectos desarrollados en el Japón o en los Estados Unidos
como los mas relevantes.
HISTORIA DE LA ROBOTICA
Algunos de los primeros robots empleaban mecanismos de realimentación para corregir
errores, mecanismos que siguen empleándose actualmente. Un ejemplo de control por
realimentación es un tanque cisterna que emplea un flotador para determinar el nivel del
agua. Cuando el agua cae por debajo de un nivel determinado, el
flotador baja, abre una válvula y deja entrar más agua en el
bebedero. Al subir el agua, el flotador también sube, y al llegar a
cierta altura se cierra la válvula y se corta el paso del agua.
El primer auténtico controlador realimentado fue el regulador de
Watt, inventado en 1788 por el ingeniero británico James Watt.
Este dispositivo constaba de dos bolas metálicas unidas al eje
motor de una máquina de vapor y conectadas con una válvula que
regulaba el flujo de vapor. A medida que aumentaba la velocidad
de la máquina de vapor, las bolas se alejaban del eje debido a la
fuerza centrífuga, con lo que cerraban la válvula. Esto hacía que
disminuyera el flujo de vapor a la máquina y por tanto la
velocidad.
El control por realimentación, el desarrollo de herramientas
especializadas y la división del trabajo en tareas más pequeñas
que pudieran realizar obreros o máquinas fueron ingredientes
esenciales en la automatización de las fábricas en el siglo XVIII.
A medida que mejoraba la tecnología se desarrollaron máquinas
especializadas para tareas como poner tapones a las botellas o
verter caucho líquido en moldes para neumáticos. Sin embargo,
ninguna de estas máquinas tenía la versatilidad del brazo humano, y no podían alcanzar
objetos alejados y colocarlos en la posición deseada.
Posteriormente comenzó el desarrollo de algunos dispositivos mecánicos, considerados como
los verdaderos precursores de los robots mecánicos, entre ellos se puede citar a los
Jaquemarts, que eran muñecos toca-campanas, los Papamoscas muñecos de los antiguos
relojes de catedrales medievales que se encargaban de indicar las horas, los Autómatas que
al igual que los anteriores eran muñecos de fundición de hierro con movimientos basados en
complejos mecanismos de relojería, entre ellos podemos citar al concertista de tímpano
programable que cambiaba de melodía.
Gráfico 1
Gráfico 2
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 6
CATEGORIZACION DE LA ROBOTICA
HISTORIA Y EVOLUCION DE LA ROBOTICA
Para detallar la historia y evolución de la robótica, es necesario distinguir inicialmente sus
categorías y detallarlas en forma independiente
ROBOTS MOVILES
Los robots móviles son dispositivos que puede usan como medio
de locomoción ruedas o patas, según sea su aplicación, y a lo
largo de la historia han venido siendo desarrollados con fines
netamente científicos y/o de investigación.
Con la venida de nuevas tecnologías de planificación y
razonamiento automático, de 1966 a 1972 se desarrolló en el SRI
el primer robot móvil llamado Shakey1, que era una plataforma
1 Nilsson Nills, Artificial Intelligence, 1984
ROBOTS
HUMANOIDES
ROBOTS MOVILES
ROBOTS INDUSTRIALES
AUTOMATAS
Gráfico 3
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
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móvil independiente controlada por visión mediante una cámara y dotada con un detector
táctil. A partir de ese momento, la investigación y diseño de robots móviles (que contaron
con características muy diferentes entre ellos) creció de manera exponencial. A principios de la década del setenta, el robot Newt2 fue desarrollado por Hollis. El robot
Hilare3 desarrollado en el LAAS en Francia. En el Jet Propulsion Laboratory (JPL) se
desarrolló el Lunar rover 4, diseñado particularmente para la exploración planetaria.
A finales de esa década, Moravec desarrolló el robot Stanford cart5 , capaz de seguir una
trayectoria delimitada por una línea establecida en una superficie, en el SAIL. En 1983, el
robot Raibert6, fue desarrollado en el MIT, un robot de una sola pata diseñado para estudiar la
estabilidad de éstos sistemas. A principios de la década del noventa, Vos et al. desarrollaron
un robot “uniciclo”7 (una sola rueda, similar a la de una bicicleta) en el MIT.
Años más tarde, en 1994, el Instituto de robótica CMU desarrolló el robot Dante II8 , un
sistema de seis patas. En 1996 también en el CMU, se desarrolló el robot Gyrover9 , un
mecanismo ausente de ruedas y patas basado en el funcionamiento del giroscopio.
2 Hollis, Robotics, 1977
3 Giralt, Nuevos desafios en la Robotica Movil,1979
4 Thompson, Robots de exploracion especial,1977
5 Movarec, 1979
6 Raibert, 1986
7 Vos et al., 1990
8 Bares et al., 1999
9 Brown et al., 1997
EVOLUCION ROBOTICA
MOVIL
ROBOT SHAKEY
ROBOT NEWT
ROBOT HYLARE
LUNAR ROVER
SOJOURNER
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ROBOTS INDUSTRIALES
La robótica industrial se puede definir como el estudio, diseño y uso de robots para la
ejecución de procesos industriales. También conocido como
un manipulador programable multifuncional, diseñado para
mover piezas, herramientas, dispositivos especiales mediante
movimientos variados, programados para la ejecución de diversas tareas.
Se entiende por Robot Industrial a un dispositivo de maniobra
y dotado de uno o varios brazos, fácilmente programable para
cumplir operaciones y destinado a sustituir la actividad física
del hombre en las tareas repetitivas, monótonas y peligrosas.
La sucesión de los movimientos se ordena con el fin de que
se quiere hacer, siendo fundamental la memorización de las
secuencias correspondientes a los diversos movimientos. Los
desplazamientos rectilíneos y giratorios son neumáticos, hidráulicos o eléctricos.
Los sistemas neumáticos no proveen movimientos precisos debido a la compresibilidad del aire, lo que implica la utilización de dispositivos de desaceleración.
Los Robots Neumáticos poseen una alta velocidad de operación manipulando elementos de
reducido peso. Los accionamientos hidráulicos proporcionan elevadas fuerzas, excelente
control de la velocidad y posicionamiento exacto. En cuanto a los sistemas eléctricos se
utilizan motores de corriente continúa o motores paso a paso.
El desarrollo del brazo artificial multiarticulado, o manipulador, llevó al moderno robot. El
inventor estadounidense George Devol desarrolló en 1954 un brazo primitivo que se podía
programar para realizar tareas específicas. En 1975, el ingeniero mecánico estadounidense
Victor Scheinman, cuando estudiaba la carrera en la Universidad de Stanford, en California,
desarrolló un manipulador polivalente realmente flexible conocido como Brazo Manipulador
Universal Programable (PUMA, siglas en inglés).
El robot PUMA era capaz de mover un objeto y colocarlo en cualquier orientación en un
lugar deseado que estuviera a su alcance. El concepto básico multiarticulado del PUMA es la
base de la mayoría de los robots manipuladores actuales.
Gráfico 4
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ROBOTS HUMANOIDES
Se entiende como robot humanoide at tipo de robot que constructiva y morfológicamente se
asemeja a un ser humano y puede realizar casi las mismas funciones que él .
Como precursores de los robots humanoides, se puede considerar a los autómatas, siendo uno
de ellos el Autómata de Maillardet, fabricado alrededor de 1800 en Londres, el mismo que
realizaba 4 dibujos y escribía tres poemas (2 en Francés y uno en Inglés), fue restaurado en
el Franklin Institute Science y desveló el nombre del autor al ser
restaurado
En el año 1997, la empresa japonesa HONDA, dio a conocer el robot P3,
el primer humanoide capaz de imitar movimientos del cuerpo humano. Al
siguiente año, se desarrolla en la universidad Waseda en Japón, el
WABIAN R-III, un robot humanoide. En 1999 en el CMU, Zeglin
propuso un nuevo diseño de robot con una pata llamado Bow Leg Hopper,
un diseño que permite almacenar la energía potencial de la pata.
Un alto porcentaje de los robots humanoides que se implementan hoy en
día intentan imitar nuestro sistema motriz para desplazarse e interactuar
con el medio que les rodea. De todos los movimientos que realizamos,
andar es, sin ninguna duda el más complejo de todos ellos, ya que, aunque
no nos demos cuenta, andar no es sólo desplazar nuestros pies por el
EVOLUCION ROBOTICA
INDUSTRIAL
BRAZO MECANICO PRIMITIVO DE
GEORGE DEVOL
BRAZO MANIPULADOR
UNIVERSAL PROGRAMABLE
VICTOR SCHEINMAN
ROBOT SCARA
UNIVERSIDAD DE YAMANASHI
ROBOT DE IMPULSION
DIRECTA
UNIVERSIDAD CARNEGIE MELLON
Gráfico 5
Gráfico 6
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 10
suelo, sino que nuestras rodillas, cadera, columna, brazos, cabeza… se unen para conseguir
mantener en todo momento el equilibrio.
DESARROLLO DE LA ROBOTICA INDUSTRIAL
Entre los escritores de ciencia ficción, Isaac Asimov contribuyó con varias narraciones
relativas a robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el acuñamiento del término Robótica. La
imagen de robot que aparece en su obra es el de una máquina bien diseñada y con una
seguridad garantizada que actúa de acuerdo con tres principios.
Estos principios fueron denominados por Asimov las Tres Leyes de la Robótica, y son:
1. Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser
humano sufra daños.
2. Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén
en conflictos con la primera ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos
primeras leyes.
Uno de los primeros aspectos derivados del crecimiento rápido y descentralizado de la
robótica es la existencia de una variedad de definiciones para el término ROBOT.
De hecho, uno de los primeros usuarios, la Ford Motor Company, que jugó un importante
papel en el desarrollo de la robótica, se resitió a aceptar este nombre debido aconnotaciones
literiarias, denominándolos UTD (Universal Transfer Device).
Hoy en día, no existe una única definición formal de lo que es un robot industrial. La
existencia de múltiples definiciones, muchas de ellas diferenciadas en ligeros matices, resulta
confuso, en particular a la hora de estudiar el mercado japonés frente al occidental.
Esto es debido a que el Japón se considera una clasificación amplia de robot industrial,
englobando todo tipo de dispositivos manipuladores, mientras que en el mercado occidental
Autómatas P3 Wabian RIIIBog Leg Hopper
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 11
el robot industrial tiene una aceptación más restrictiva en cuanto a las capacidades de control
del manipulador.
En la primera mitad de los años setenta, se crean las primeras asociaciones nacionales de
robótica, siendo las más importantes la JIRA(Japan Industrial Robot Association), la
RIA(Robot Institute of America) y la AFRI(Association Francaise de Robotique Industrielle)
Dentro de las muchas definiciones formales para un robot industrial propuestas o establecidas
por diferentes organizaciones internacionales relacionadas con la robótica, la ISO
(International Standards Organization) ha adoptado con ligeras modificaciones la definición
de la RIA, así un robot industrial es:
¨UN MANIPULADOR REPROGRAMABLE CON VARIOS GRADOS DE LIBERTAD,
CAPAZ DE MANIPULAR CARGAS, PIEZAS, HERRAMIENTAS O DISPOSITIVOS
ESPECIALES SEGÚN TRAYECTORIAS VARIABLES PROGRAMADAS PARA
REALIZAR TAREAS DIVERSAS¨
CUADRO COMPARATIVO DE CARACTERISTICAS DE TIPOS DE ROBOTS
CARACTERISTICAS ROBOTS MOVILES
CARACTERISTICAS ROBOTS INDUSTRIALES
CARACTERISTICAS DE ROBOTS HUMANOIDES
Son cadenas cinematicas abiertas y alternativamente abiertas y cerradas en el caso de robots con patas
Son cadenas cinematicas abiertas provistos de una base y un efector final
Son cadenas cinematicas que combinan las caracteriscas de robots móviles con patas y manipuladores
Empleados mayormente en ambientes académicos y de investigación
Empleados en ambientes industriales y de producción
Empleados en ambientes sociales como guias turísticos, asistente de niños y ancianos etc
Disponen de sistemas sensoriales mas sofisticados
Su sistema sensorial se limita al control de precisión del movimiento de sus articulaciones
El sistema sensorial utiliza sistemas avanzados de Inteligencia Artificial, como visión y reconocimiento de voz
Su cinematica y dinámica suele ser simple y limitada a cuatro tipos de configuracion
Su cinematica y dinámica puede ser compleja dependiendo de sus articulaciones
La cinemática y dinámica de estos robots se concentra en la estabilidad al caminar, correr o saltar
Emplean sistemas electrónicos en su sistema de actuadores
Pueden emplear electrónica, neumática, hidráulica en su sistema de actuadores.
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 12
CLASIFICACION DE LOS ROBOTS POR GENERACIONES
Generación Nombre Tipo de Control
Grado de Movilidad
Uso mas frecuente
Primera Pick & Place Fines de carrera Ninguno Manipulacion y Sevicio de máquinas
Segunda Servo Servocontrol Desplazamiento por via
Soldadura y Pintura
Tercera Ensamblado Servo de precisión
AGV, Guiado por via
Ensamblado
Cuarta Móvil Sensores inteligentes
Patas, ruedas Construccion, mantenimiento y exploracion
Quinta Especiales Tecnicas de I.A. Andante,saltarín Uso militar y especial
ESTRUCTURA MECANICA DE ROBOTS MANIPULADORES
Un manipulador robótico consiste en una secuencia de cuerpos rígidos, llamados eslabones
(links) que se conectan unos a otros mediante articulaciones (joints). Todos juntos forman
una cadena cinemática abierta. Se dice que una cadena cinemática es abierta si,numerando
secuencialmente los enlaces desde el primero, cada enlace está conectado mediante
articulaciones exclusivamente al enlace anterior, y al siguiente, excepto el primero, que se
suele fijar al suelo y se denomina base, y el último, uno de cuyos extremos queda libre y
generalmente suele ser conectado a un efector final.
Una parte de las características del robot quedan determinadas por su estructura, tales como
su configuración, espacio en planta y volumen de trabajo o de alcance del robot. Otras
características, como por ejemplo, la velocidad y la capacidad de carga, dependen de los
sistemas de accionamiento de sus articulaciones.
Un brazo robot mecánico generalmente consta de los siguientes elementos:
1. Carcasa o chasis, generalmente formada por elementos de acero o aluminio
2. Sistema de accionamiento de los ejes: actuadores, transmisiones, sensores de
posición y velocidad
3. Cableado, conectores, fines de carrera y otros elementos, como topes mecánicos
y compensadores.
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 13
CONFIGURACION DE LAS ARTICULACIONES DE UN ROBOT
Las articulaciones son los elementos de unión entre los ejes del robot y es en ella donde se
origina el movimiento del mismo. El movimiento de cada articulación puede ser de
desplazamiento o de giro o, de una combinación de los dos tipos de movimiento.
En general se distinguen seis tipos de articulaciones: prismática, de revoluta, cilíndrica,
esférica o rótula, planar y de tornillo.
Los tipos de rotación o revoluta y lineal o prismática, son los que se utilizan
mayoritariamente en los robots industriales. Las articulaciones prismáticas ofrecen un cálculo
sencillo para su posicionamiento, alta precisión y gran robustez, y las de rotación son mas
fáciles de construír y poseen envolventes de trabajo mayores con un menor espacio en planta.
A cada movimiento independiente que es capaz de realizar una articulación, se le denomina
grado de libertad (gdl). Puesto que en el caso de las articulaciones de rotación y
prismáticas, el gdl es uno, en los robots industriales el número de gdl del robot suele coincidir
con el de la suma de sus articulaciones. Estrictamente, el gdl de un manipulador es el número
de movimientos independientes que puede realizar. Considerando en un espacio 3D, el
máximo gdl es seis, tres desplazamientos y tres giros, de ahí que la mayor parte de los robots
industriales tenga seis articulaciones.
A pesar de que en la práctica es necesario tener estos seis grados gdl para tener total libertad
en el posicionado y orientación del extremo del robot, existen robots con menos de seis
articulaciones, puesto que puede ser suficiente para llegar a cabo las tareas que han de
realizar. Por el contrario, también se da la situación en la que se encuentran robots con más
articulaciones, con la intención de facilitar el sortear obstáculos o ampliar el campo de
trabajo del robot. En estos casos se dice que el robot es redundante.
Los ejes se subdividen comúnmente en dos grupos:
· Ejes Principales (1,2 y 3), mayoritariamente responsables de la posición del objeto.
· Ejes de la muñeca (del 4 en adelante), como los responsables de la orientación.
El empleo de combinaciones de los diferentes tipos de articulaciones en los primeros tres ejes
del robot da lugar a lo que se denomina configuración del robot. Se nombra a las
configuraciones encadenando las iniciales de sus articulaciones de la base a la muñeca, por
Gráfico 11
Gráfico 8 Gráfico 9
Gráfico 10 Gráfico 7
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ejemplo, RPR(rotación, prismática, rotación), 3R(tres articulaciones rotacionales), 2RP(dos
articulaciones rotacionales seguidas de una prismática).
El tipo de configuración determina, entre otras características, el campo de trabajo del robot,
es decir el volumen de espacio en el que el robot puede posicionar su muñeca. El campo de
trabajo, se obtiene de trazar las envolventes de las posiciones alcanzadas por la muñeca del
robot como combinación de los movimientos en las articulaciones de sus ejes principales.
CLASIFICACION DE ROBOTS
Existen diferentes clasificaciones de robots, detalladas a continuación, que tienen relación
con tres aspectos fundamentales: geometría, tipo de control y función
CLASIFICACION DE ROBOTS POR SU GEOMETRIA
Esta clasificación tiene relación directa con los manipuladores industriales y se basan en la
configuración de las articulaciones de los tres ejes principales.
· Robot Cartesiano
· Robot Angular
· Robot Polar
· Robot Cilíndrico
· Robot Scara
Robot Cartesiano, tiene tres ejes de movimiento lineal PPP, perpendiculares entre sí, este
tipo de configuración da lugar a robots de alta precisión, velocidad y
capacidad de carga constante en todo su alcance, amplia zona de
trabajo y simplificación del sistema de control. Presentan una mala
relación entre su volumen de trabajo y el espacio que ocupan en
planta. Se usan en aplicaciones que requieren movimientos lineales de
alta precisión y en los casos en que la zona de trabajo sea básicamente
un plano.
Robot Cilindrico, se trata de un robot RPP, con movimiento rotacional en la base y dos ejes
lineales perpendiculares, el segundo de ellos paralelo al de la base, tal
y como se ilustra en la figura respecti va. Su eje rotacional hace que
este robot presente una mejor maniobrabilidad y velocidad que el
robot cartesiano.
Su sistema de control es bastante sencillo y encuentra su aplicación en
instalaciones sin obstáculos, en las que las máquinas se distribuyan
radialmente y el acceso al punto deseado se realice horizontalmente.
Gráfico 12
Gráfico 13
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
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Robot Esférico o Polar, este tipo de configuración se halla formada por dos ejes rotacionales
perpendiculares y uno lineal, su accesibilidad es mejor que la de los
robots cartesiano y cilíndrico, así como también su capacidad de carga.
Los primeros robots que aparecieron en e l mercado fueron polares,
también denominados esféricos, por el tipo de coordenadas espaciales
con las que se controlan. Presenta ciertos inconvenientes, como la
dificultad de controlar un simple movimiento de traslación o pérdida de
precisión producida al trabajar con cargas pesadas y con el brazo muy
extendido.
Se aplica en operaciones de manejo de cargas importantes que no precisen movimientos
complejos, tanto estos robots como los cilíndricos han sido sustituidos por los robots de
configuración angular.
Robot Angular o Antropomórfico, es un tipo de robot que está formado por tres ejes
rotacionales , con el primer eje perpendicular al suelo y los otros dos
perpendiculares a éste y paral elos entre sí. Los robots con
configuración angular presentan una gran maniobrabilidad y
accesibilidad a zonas con obstáculos, ocupan poco espacio con relación
a su alcance, son robots muy rápidos, que permiten trayectorias muy
complejas.
Robot Scara, se trata de dos ejes rotacionales paralelos y un eje lineal también paralelo a
ambos, de desplazamiento vertical, este tipo de configuración
produce robots muy rápidos y de muy alta precisión.
Generalmente encuentra aplicación en operaciones de
ensamblado o empaquetado, que requieran movimientos simples
para inserción o toma de piezas.
CLASIFICACIÓN POR EL MÉTODO DE CONTROL
No servo-controlados, son aquellos en los que cada articulación tiene un número
(normalmente, dos) posiciones con topes y sólo se desplazan para fijarse en ellas. Suelen ser
neumáticos, bastante rápidos y precisos.
Servo-controlados, en ellos cada articulación lleva un sensor de posición (lineal o angular)
que es leído, y enviado al sistema de control, el cual genera la potencia para el motor. Se
pueden así detener en cualquier punto deseado.
Servo-controlados punto a punto, Para controlarlos sólo se les indican los puntos iniciales y
finales de la trayectoria, el ordenador calcula el resto siguiendo ciertos algoritmos que se
Gráfico 14
Gráfico 15
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
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verán en el capitulo sobre cinemática y dinámica. Normalmente pueden memorizar
posiciones. Basan su funcionamiento en el control numérico computarizado o técnicamente
denominado CNC
CLASIFICACIÓN POR LA FUNCIÓN:
De Producción, usados para la manufactura de bienes, pueden a su vez ser de manipulación,
de fabricación, de ensamblado y de prueba, aquí se destacan todos los tipos de robots
industriales implementados en ambientes industriales diversos como soldadura, ensamblaje,
pintura.
De Exploración, usados para obtener datos acerca de terreno desconocido, pueden ser
exploración terreste, minera, oceánica, espacial, se destacan en esta clasificación todos los
robos desarrollados para uso especial, militar o incorporados a sondas espaciales para la
investigación espacial.
De Rehabilitación, usados para ayudar a discapacitados, pueden ser una prolongación de la
anatomía, o sustituir completamente la función del órgano perdido, se diferencian de prótesis
médicas porque pueden ser integradas al control cerebral del individuo mediante un
procesador central.
MAPA MENTAL DE LA CLASIFICACION DE ROBOTS
COMPETENCIA I FUNDAMENTOS DE LA ROBOTICA
Ing. Guillermo Almeida G. 2009 17
TRABAJO INDIVIDUAL DE APLICACIÓN
Elabore su resumen personal sobre los temas tratados usando organizadores gráficos y amplíe
investigando en Internet.
Investigue acerca de uno de los siguientes proyectos de robótica, desarrollados a nivel
mundial y elabore un organizador gráfico para describir sus principales características,
funcionamiento y aplicaciones.
1. HUMANOIDE EVER 1
2. Geminoid HI-1
3. Repliee Q1
4. Kismet
5. Asimo
Para la calificación del presente trabajo se tomarán en cuenta la jerarquización de ideas, sus
relaciones, incorporación de recursos gráficos, vinculación de fuentes externas de consulta
para la ampliación del tema, e impacto visual de la presentación
BIBLIOGRAFIA 1. OLLERO BATURONE, A.: Robótica. Manipuladores y robots móviles. Marcombo,
2001.
2. ANGULO, José Robotica, tecnología y aplicaciones. Barcelona, 1995
3. FU, K. Robótica: Control, Detección, Visión e Inteligencia. México: McGraw Hill
1989
4. GROOVER, Mikell, WEISS, Mitchel NAGEL, Roger y ODREY Nicholls. Robótica
Industrial:Tecnología, Programación y Aplicaciones. McGraw Hill, 1990
5. KOREN, Yoran. Robotics For Engineers New York:McGraw Hill 1985
6. OLIER, Ivan, HERNANDEZ, Juan. Diseño e Implementación del Sistema de Control
de un Robot Industrial.