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Ingeniera de Sistemas y Automtica
Control de Robots y Sistemas Sensoriales
TEMA 2: MORFOLOGIA DEL ROBOT. ACTADORES Y SENSORES
Robtica IndustrialRobtica IndustrialISA.- Ingeniera de Sistemas y Automtica
Control de Robots y Sistemas Sensoriales 2
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Control de Robots y Sistemas Sensoriales
ndice
1. Introduccin
2. Morfologa del robot
3. Herramientas matemticas para la localizacin espacial
4. Cinemtica del robot
5. Dinmica del robot
6. Control cinemtico
7. Control dinmico
8. Programacin de robots
9. Criterios de implantacin de un robot
10. Aplicaciones de los robots
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Control de Robots y Sistemas Sensoriales
Morfologa del Robot
1. Estructura mecnica
2. Transmisiones y reductores
3. Actuadores
4. Sensores internos
5. Elementos terminales
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Estructura mecnica de un robot (I)
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Estructura mecnica de un robot (II)
Robot = elementos o eslabones unidos por articulaciones
Similitud anatmica con el brazo humano
Tipos de movimiento en articulaciones:
Desplazamiento
Giro
Combinacin
Grado de libertad (GDL): cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulacin con respecto a la anterior
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Estructura mecnica de un robot (III)
Tipos de articulaciones:
Configuraciones:
Robot Cartesiano
Robot Cilndrico
Robot esfrico
Robot SCARA
Robot Antropomrfico
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Estructura mecnica de un robot (IV)
Grados de libertad
Mueca del Robot
Espacio de trabajo
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Estructura mecnica de un robot (V)
Robots Redundantes:
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Transmisiones (I)
Justificacin
Reduccin del momento de inercia (acercamiento de los actuadores a la base)
Conversin lineal- circular y viceversa
Caractersticas necesarias
Tamao y peso reducido Mnimos juegos u holguras
Gran rendimiento
No debe afectar al movimiento
Capaz de soportar funcionamiento continuo a un par elevado
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Transmisiones (II)
Entrada-Salida Denominacin Ventajas Inconvenientes
Circular-Circular EngranajeCorrea dentadaCadenaParalelogramoCable
Pares altosDistancia grandeDistancia grande------
Holguras---ruidogiro limitadodeformabilidad
Circular-lineal Tornillo sin finCremallera
Poca holguraHolgura media
RozamientoRozamiento
Lineal- Circular Paral. ArticuladoCremallera
---Holgura media
Control difcilRozamiento
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Reductores (I)
Misin:
Adaptar par y velocidad de la salida del actuador a los valores adecuados para el movimiento de los eslabones del robot
Especficos para robots (altas prestaciones)
Caractersticas: Bajo peso, tamao y rozamiento
Capacidad de reduccin elevada en un solo paso
Mnimo momento de inercia
Mnimo juego o Backslash
Alta rigidez torsional
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Reductores (II)
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Reductores (III)
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Reductores (IV)
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Robots de accionamiento directo (DD)
Robots de accionamiento elctrico sin reductores
Ventajas:
Posicionamiento rpido y preciso Mayor controlabilidad (aunque ms compleja)
Simplificacin del sistema mecnico
Desventajas:
Necesidad de motores especiales (par elevado a bajas revoluciones con alta rigidez)
Reduccin de la resolucin del codificador de posicin
Tpicos en robots SCARA
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Actuadores. (I)Tipos
Tipos empleados en robtica:Neumticos (cilindros y motores)
Hidrulicos (cilindros y motores)
Elctricos (DC , AC y Motores paso a paso)
Caractersticas:Potencia
Controlabilidad
Peso y volumen
Precisin
Velocidad
Mantenimiento
Coste
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Actuadores (II)Caractersticas
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Actuadores (III)neumtica
Vlvula neumtica
Cilindro neumtico de doble efecto
Motor de paletas
Motor de pistones axiales
Actuador rotativo pion-cremallera
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Actuadores (IV)Elctricos
Motor DC. Esquema y fdt
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Sensores internos (I)Tipos
Posicin:
Analgicos:
Digitales:
Velocidad:Tacogeneratriz
Presencia:
Potencimetros, Inductosyn, Resolver, LVDT, Sincro
Encoders absolutos Regla ptica Encoders_incrementales
Inductivo
Capacitivo
Efecto Hall
Clula Reed
ptico
Ultrasnico
Contacto
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Sensores internos (II)Funcionamiento
Encoder incremental
Sincro-resolver
Sensores angulares de posicinSensores angulares de posicin
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Sensores internos (III)Funcionamiento
LVDT
Inductosyn
Sensores lineales de posicinSensores lineales de posicin
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Elementos Terminales (I)Elementos de aprehensin o sujecin
Sistemas de sujecin para robotsTipos de sujecin Accionamiento UsoPinza de presin Neumtico o elctrico Transporte y manipulacin
desp. angular de piezas sobre las que no
desp. lineal importe presionar
Pinza de enganche Neumtico o elctrico Piezas de grandes dimens.
o sobre las que no se puede
ejercer presin
Ventosas de vaco Neumtico Cuerpos con superficie lisa
poco porosa (cristal,
plstico, etc.)
Electroimn Elctrico Piezas ferromagnticas.
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Elementos Terminales (II)Herramientas
Tipo de herramienta Comentarios
Pinza soldadura por puntos Dos electrodos que se cierran sobre la pieza a soldar
Soplete soldadura al arco Aportan el flujo de electrodo que se funde
Cucharn para colada Para trabajos de fundicin
Atornillador Suelen incluir la alimentacin de tornillos
Fresa- lija Para perfilar, eliminar rebabas, pulir, etc
Pistola de pintura Por pulverizacin de la pintura
Can lser Para corte de materiales, soldadura o
inspeccin.
Can de agua a presin Para corte de materiales.
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Elementos Terminales (III)