Upload
others
View
6
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
06/02/2017
1
1
ROBOTICAROBOTICA
2
¿Qué hace falta para lograr esto?
ROBOTICAROBOTICA
06/02/2017
2
3
Titulación: Grado en Ingeniería Electrónica y Automática
Área: Ingeniería de Sistemas y AutomáticaDepartamento de Electrónica Automática e Informática IndustrialEscuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRIDE.T.S.Ingeniería y Diseño Industrial
RobóticaTema 1. Introducción a la Robótica
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
4
Objetivos
1. Conocer y situar el robot como elemento constitutivo de la cadena de producción industrial.
2. Tener una visión general de la situación actual de la robótica en la industria tanto nacional como internacional.
3. Conocer los campos en los que se investiga actualmente, así como los paradigmas del desarrollo de la robótica en la actualidad.
4. Adquirir conocimiento de las disciplinas vecinas y de las limitaciones de la robótica.
06/02/2017
3
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
5
Contenido1.1 Origen y Evolución de los Robots.1.2 Definición y Clasificaciones.1.3 Robótica y sociedad1.4 Aplicaciones de la Robótica1.5 Parientes de la robótica1.6 Investigación en robótica
Bibliografía recomendada:Fundamentos de Robótica. (2ª Edición)Barrientos A, Peñin L. F., Balaguer C., Aracil R. Ed. McGraw-Hill 1997. ISBN: 84-267-1313-0
http://www.robotics.org/
http://www.youtube.com/
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
•Hay quien dice que la robótica es anterior a nuestro milenio… anterior a Cristo.
•Atendiendo al sentido de hacer trabajos forzados, repetitivos, poco edificantes.
•Muchos filósofos y pensadores de la antigüedad se lo plantearon.
•El esclavo perfecto e Ideal.
Antecedentes Históricos
1.1 Origen y Evolución de los Robots
06/02/2017
4
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
85 d.C. Fuente de pájaros Cantores. Herón de Alejandría
•Concepto más antiguo: máquina/dispositivo capaz de imitar las funciones y movimientos de los seres vivos.•Los griegos Automatos Autómatas
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Antecedentes Históricos
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
•Árabes heredaron de los griegos esta automática incipiente.•Diversión y sentido práctico: dispensadores de agua automáticos.
•Edad media•Hombre de hierro de Alberto Magno (1204-1282)•Cabeza Parlante de Roger Bacon (1214-1294)•Gallo de Estrasburgo (1352) – El más antiguo que se conserva.
•Renacimiento•León Mecánico de Leonardo da Vinci (1499)•Hombre de Palo de Juanelo Turriano (1525)
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Antecedentes Históricos
06/02/2017
5
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
•Siglos XVII-XIX•Muñecos (flautista) de Jacques Vaucanson (1738)•Escriba, organista, dibujante de familia Droz (1770)•Muñeca dibujante de Henry Maillardet
•La industria textil XVIII-XIX.•Diversos telares e hiladoras.•Telar de Jacquart (1801). Utiliza una cinta de papel perforada para programar la máquina.
•Siglo XX•Aparición de la palabra robot
Karel Capek: Rossum’s Universal Robot (1921)•Ciencia Ficción
Metrópolis de Thea von Harbou-Fritz LangObras de Isaac Asimov (1920-1992): Robótica
Escriva de Jacques Droz (1721-1790)
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Antecedentes Históricos
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Karel Capek: Rossum’s Universal Robot (1921)
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Antecedentes Históricos: El término ROBOT
06/02/2017
6
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Metrópolis de Thea Von Harbou (1926)
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Antecedentes Históricos: La ciencia ficción
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Leyes de la robótica (1945)1. Un robot no puede perjudicar a un ser
humano, ni con su inacción permitir que un ser humano sufra daño
2. Un robot ha de obedecer las órdenes recibidas de un ser humano, excepto si tales órdenes entran en conflicto con la primera ley
3. Un robot debe proteger su propia existencia mientras tal protección no entre en conflicto con la primera o segunda ley
0. Un robot no puede lastimar a la humanidad o por falta de acción permitir que la humanidad sufra daño.
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Antecedentes Históricos: Isaac Asimov (1920-1992)
06/02/2017
7
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
ORIGEN Y DESARROLLO•Telemanipuladores de Goertz.
Argonne National Laboratory
Mango Gatillo Herramientaintercambiable
Pinzas
Barrera plomo
EspejoEsfera plomo
•Pinzas para manipulación radioactiva (1940)
1.1 Origen y Evolución de los Robots
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Argonne National Laboratory (1948)
Modelo M1 del ANL (R. Goertz)
• Mecánico
• Bilateral
• 6 DOFs + pinza
• Maestro-esclavo
R. Goertz
M1
ORIGEN Y DESARROLLO
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Telemanipuladores de Goertz
06/02/2017
8
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
ORIGEN Y DESARROLLO
Argonne National Laboratory (1950)Modelo M4 del ANL
• Mecánico y bilateral
• 7 DOFs + pinza
• Más grande que M1
• Opera a través de agujero en techo
• Eje Z telescópico
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Telemanipuladores de Goertz
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Argonne National Laboratory (1954)
Modelo E1 del ANL (R. Goertz)
• Maestro-esclavo
• Eléctrico servocontrolado
• Bilateral
• 6 DOF + pinza
• Experimental
ORIGEN Y DESARROLLO
1.1 Origen y Evolución de los Robots
Telemanipuladores de Goertz
06/02/2017
9
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Primer exoesqueleto de teleoperación (1958) Handyman de GE (R. Mosher)
• Maestro-esclavo
• Eléctrico-hidráulico
• Bilateral
• Con reflexión de fuerza en dedos
• 10 GDL
• Manipulación de material
1.1 Origen y Evolución de los Robots
ORIGEN Y DESARROLLO
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
18
Unimate el primer Robot Industrial
Por George Devol y Joseph Engelberger. Pesaba dos toneladas y estaba controlado por un programa en un tambor magnético. Tenia actuadores hidráulicos y se programaba en coordenadas articulares. Se programaba por aprendizaje.
1959
06/02/2017
10
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
19
Unimation instala el primer robot
El primer robot que es utilizado en una línea de producción es en una planta de GM en Trenton (NJ), dedicada a la fabricación de elementos auxiliares (manillas, embellecedores de luces) del automóvil. Aunque fabricarlo costó 65.000$ , Unimation lo vendió por 18.000$
1961
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
20
Versatran, el primer robot cilíndrico
La AMF (American Machine and Foundry) instala 6 robots cilíndricos en una fábrica de Ford. El nombre versatrán proviene de “Versatile Transfer”
1967. Llega el primer robot a Europa. Un Unimate en Suecia.
1962
06/02/2017
11
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
21
Primeros robots de soldadura
GM instala los primeros robots de soldadura por puntos. Esto permitió automatizar más del 90% de las soldaduras, frente al 20-40% de las plantas tradicionales. Incrementó la productividad y disminuyó una tarea que suponia un alto riesgo para los trabajadores.
1969
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
22
Primer robot de pintura
Trallfa, Noruega, oferta el primer robot comercial de pintura
1969
06/02/2017
12
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
23
Unimate entra en Japón
Unimation firma un acuerdo con Kawasaki para construir y comercializar los robot Unimate-2000 para el mercado asiático. Kawasaki se convertía así en la pionera de la industria robótica japonesa.
1969
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
24
Primera Conferencia sobre Robots Ind.
En 1970 Chicago, se celebra el primer simposio Nacional sobre Robots Industriales. Un año después pasa a ser Internacional. Tras haber cambiado de nombre el ISR (International Symposiumon Robotics) sigue siendo un punto de encuentro internacional anual sobre los avances en robótica.
1970
06/02/2017
13
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
25
Asociación de Robótica de Japón (JIRA)
Es la primera asociación nacional robótica del mundo, la JIRA posteriormente JARA, Japanese Robot Association.
La RIA (La asociaicón americana) se crea en 1974
1972
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
26
Primer robot con 6 dof electromecánicos
KUKA pasa de utilizar Unimates a desarrollar sus propios robots. El robot Famulus es el primer robot con seis grados de libertad accionados electromecánicamente.
1973: El parque robótico mundial es de unos 3.000 robots
1973
06/02/2017
14
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
27
Primer robot con visión
Hitachi dota a un robot de los primeros sensores de visión para detectar pernos en un molde que aprieta o suelta en sincronización con el movimiento del mismo.
1973
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
28
Robot controlado por microprocesador
Björn Weichbrodt desarrolla el IRB6, el primer robot controlado por microprocesador y completamente eléctrico para la Sueca ASEA.
1973
06/02/2017
15
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
29
El primer humanoide Wabot-1
Ichiro Kato (Waseda University) diseña el primer robot humanoide de escala natural. Poseía un sistema de control articular, sistema de visión y sistema de conversación. Era capaz de medir distancias y direcciones de objetos y comunicarse en japonés
1973
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
30
Se vende el primer Irb6
De diseño antropomórfico, tenía 6 Kg de capacidad de carga y 5 ejes. El controlador S1 utilizaba un microprocesador Intel de 8 bits, una memoria de 16K, 16 I/O digitales, y se programaba con 16 teclas y un display de 4 dígitos.
1974
06/02/2017
16
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
31
Nace el PUMA
Programable Universal Machine for Assembly. Desarrollado por Unimation, es un robot especialmente genérico para piezas de poco peso. Se diseña por las especificaciones de GM que detecta que el 90% de las piezas son pequeñas y que el robot debería trabajar en un entorno compartido con operadores humanos.
1978
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
32
Nace la configuración SCARA
Hiroshi Makino (Japón), desarrolla el concepto de robot Scara(Selective Compliance Assembly Robot Arm). Gracias a la disposición paralela de las articulaciones el robot puede tener cierta flexibiliad en el plano XY mientras que es rígido en Z.
1978
06/02/2017
17
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
33
Primer robot Direct Drive
Takeo Kanade (Carnegie Mellon, USA) diseña el primer robot de accionamiento directo, permitiendo movimiento muy rápidos y precisos. Además crea el primer programa doctoral en robótica del mundo.
1981
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
34
AdeptOne
Adept (USA) comercializa el primer robot SCARA de accionamiento directo. Es un robot con un éxito especial dada su precisión y robustez al carecer de sistemas de transmisión.
1984
06/02/2017
18
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
35
Se funda la IFR
Se crea la federación internacional de Robótica (IFR) aunando organizaciones robóticas de 15 paises.
1987
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
36
Se comercializa el primer robot Delta
Demaurex (Suiza) vende el primer robot delta para el empaquetado a Roland. El robot delta es un robot paralelo desarrollado en el EPFL (Federal Institute of Technology of Lausanne) por ReymondClavel.
1989 Unimation es comprada por Säubli
1992
06/02/2017
19
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
37
ABB comercializa FlexPicker
ABB (Sueca) desarrolla el Flex Picker, el robot más rápido del mundo basándose en la configuración delta. Es capaz de coger/dejar 120 piezas por minuto y desarrollar velocidades de 10 m/s. Está desarrollado conjuntamente con un avanzado sistema de visión.
1998
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
38
Motoman introduce el control multirobot
Motoman (Japon) crea el Nx100 un controlador capaz de sincronizar los movimientos de cuatro robots (38 ejes) . Introduce el control por paleta táctil.
2003. Hay aproximadamento 800.000 robots en funcionamiento
2004
06/02/2017
20
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
39
COMAU introduce el Wireless Teach Pendant
Comau (Italia) introduce la primera paleta de programación Wireless. La dificultad reside en el aspecto de seguridad que dicho dispositivo cumple.
2006
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
40
Primer robot “ligero” de KUKA
KUKA (Alemania) presenta el Light Weight Robot. Desarrollado conjuntamente con el DLR, está hecho de alumninio, una capacidad de 7 Kg, y sensorizado en todas las articulaciones tanto en posición como en par. Su peso total es de 16 Kg, y su diseño está pensado para trabajar en colaboración con el hombre.
2006
06/02/2017
21
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
41
Primer robot con control por aprendizaje
Fanuc (Japón) introduce el control por aprendizaje de vibraciones, lo que permite que el robot atendiendo a sus peculiaridades mecánicas sea capaz de desarrollar mayores velocidades y aceleraciones al ser capaz de suprimir las vibraciones mecánicas del robot.
2011 hay aproximadamente 1.100.000 robots operando
2010
ASIGNATURA: ROBOTICATEMA: Introducción a la asignaturaFECHA: Febrero 2017Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez
42
El año de la democratización de la Robótica?
COBOTS: ISO TS-15066. Guía para los fabricantes e integradores de robots en el diseño y operación de sistemas robóticos colaborativos.
Complementa la ISO 102018-1,2 que son los estándares de seguridad en la implementación de sistemas robóticos
2016
2015 hay aproximadamente 1.600.000 robots operando
06/02/2017
22
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Actuales: un montón de marcas y modelos
Estado actual y futuro
•Más de 1.100.000 robots trabajando e instalados en 2012•Aumento de movilidad, destreza y autonomía•Aparición de los robots para tareas no industriales (espacio, medicina, construcción, minería,…): Robots de Servicio•Nuevos desarrollos en telemanipuladores (realidad virtual, nuevas tecnologías)•¿Robots androides?
ORIGEN Y DESARROLLO
1.1 Origen y Evolución de los Robots
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
¿Qué se entiende por Robot?
• Manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas.
(1979-Robotics Industries Association -RIA)
• 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
(Federación Internacional de Robótica -IFR)
1.2 Definición y Clasificaciones
http://www.robotics.org/
06/02/2017
23
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Manipulador: Mecanismo formado generalmente por elementos en serie,
articulados entre sí, destinados al agarre y desplazamiento de objetos.
Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por un operador o por un dispositivo lógico.
Robot manipulador industrial, según la ISO 8373 (1998): Manipulador de 3 o más ejes, con control automático,
reprogramable, multiaplicación, móvil o no, destinado a ser utilizado en aplicaciones de automatización industrial.
Incluye al manipulador (sistema mecánico y accionadores) y al sistema de control (software y hardware de control y potencia)
Por el concepto de reprogramable, se considera que deben ser servo controlados quedando excluidos los sistemas todo-nada.
Conceptos básicos
1.2 Definición y Clasificaciones
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
1ª Generación (-1980): Repite la tarea programada secuencialmente. No toma en cuenta las posibles alteraciones de su entorno.
2ª Generación (1980-2010): Adquiere información limitada de su entorno y actúa en consecuencia. Puede localizar, clasificar (visión) y detectar esfuerzos y adaptar sus movimientos en consecuencia. Entorno y excepciones estructuradas y previstas.
3ª Generación (2010 - ): Su programación se realiza mediante el empleo de un lenguaje natural. Posee capacidad para la planificación automática de tareas.
Clasificación del robot Industrial (I)Clasificación por generaciones
1.2 Definición y Clasificaciones
06/02/2017
24
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Generación Nombre Tipo control Grado movilidad Usos más frecuentes
1ª(1982) Pick & Place Fines de carrera, Ninguno Manipulación,aprendizaje servicio de máquinas
2ª(1984) Servo Servocontrol Desplazamiento Soldaduratrayect. continua por vía pintura
3ª(1989) Ensamblado Servos precisión AGV Ensambladovisión, tacto Guiado por vía Desbarbado
4ª(2000) Móvil Sensores Patas Construccióninteligentes Ruedas Mantenimiento
5ª(2010) Espaciales Controlados con Andante Uso militartécnicas IA Saltarín Uso espacial
Clasificación del robot Industrial (II)Clasificación por Knasel
1.2 Definición y Clasificaciones
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Clasificación del robot Industrial (III)Clasificación por la AFRI
Tipo A: Manipulador con control manual o telemando.
Tipo B: Manipulador automático con ciclos preajustados; regulación mediante fines de carrera o topes; control por PLC; accionamiento neumático, eléctrico o hidráulico.
Tipo C: Robot programable con trayectoria continua o punto a punto. Carece de conocimientos sobre su entorno.
Tipo D: Robot capaz de adquirir datos de su entorno, readaptando su tarea en función de éstos.
1.2 Definición y Clasificaciones
06/02/2017
25
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Manipulador secuencialTelemanipulador Robot servocontrolado
Robot sensorizado estacionario Robot de exteriores
Tipos de Robots (I)Clasificación Funcional
1.2 Definición y Clasificaciones
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robot doméstico Robot submarino
Funcionoides Insectoides
Tipos de Robots (II)Clasificación Funcional
1.2 Definición y Clasificaciones
06/02/2017
26
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robótica e Industria
1.3 Robótica y Sociedad
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
P a í s e s D e n s i d a d d e r o b o t s Í n d i c e d e p a r o N ú m e r o d e r o b o t s
J a p ó n 2 5 0 3 % 4 1 3 . 5 7 8S u e c i a 6 0 9 % 5 . 9 1 1A l e m a n i a 5 8 9 % 5 6 . 1 7 5I t a l i a 5 5 1 2 % 2 5 . 0 9 6E s t a d o s U n i d o s 3 5 7 % 6 5 . 1 9 8F r a n c i a 3 3 1 2 % 1 4 . 3 7 6E s p a ñ a 2 2 2 2 % 5 . 3 4 6
D e n s i d a d d e r o b o t s = n º d e r o b o t s c a d a 1 0 . 0 0 0 t r a b a j a d o r e s d e l a i n d u s t r i a
¿Más Paro?
1.3 Robótica y Sociedad
06/02/2017
27
53
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots en España (AER)
1.3 Robótica y Sociedad
54
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots en España (AER)
1.3 Robótica y Sociedad
06/02/2017
28
55
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
55
Robots en España (AER)
56
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
56
Robots en España (AER)
06/02/2017
29
57
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots en el Mundo (2015)
1.3 Robótica y Sociedad
58
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots en el Mundo (2015)
1.3 Robótica y Sociedad
06/02/2017
30
59
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots en el Mundo (2015)
1.3 Robótica y Sociedad
60
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
1.3 Robótica y Sociedad
Robots en el Mundo (2015)
06/02/2017
31
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots por Sectores (2015)
The worldwide market value for robot systems in 2014 is estimated to be $32 billion
ROBOTS INDUSTRIALES
1.3 Robótica y Sociedad
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Previsiones
1.3 Robótica y Sociedad
Se espera un gran crecimiento entre 2015 and 2018Los Robots industriales están conquistando el mundo:
• Industry 4.0: enlazado de lo virtual con lo real. • Colaboración Humano-robot , punto de ruptura estos años.•Esfuerzo por el SW y la simplificación abre las puertas a SMEs.•El mercado global está provocando una rápida modernización de los sistemas de producción debido a la altísima competitividad• La eficiencia energética está provocando la obligatoriedad de cambio de herramientas y sistemas de producción.• La vida media de los productos se hace más baja lo que obliga a incrementar al flexibilidad.•El mercado de la electrónica de consumo, y la necesidad de ensamblaje de bajo coste, sigue creciendo.•El incremento de la calidad de los productos obliga a robotizar algunas operaciones por razones de precisión.
06/02/2017
32
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Boom de automatización en China
1.3 Robótica y Sociedad
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Grado de automatización(2013)
1.3 Robótica y Sociedad
06/02/2017
33
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Grado de automatización(2013) cont.
1.3 Robótica y Sociedad
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Grado de automatización(2013)
1.3 Robótica y Sociedad
06/02/2017
34
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots de servicio(2015)
1.3 Robótica y Sociedad
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots de servicio(2014)
1.3 Robótica y Sociedad
06/02/2017
35
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots de servicio(2014)
1.3 Robótica y Sociedad
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots domésticos(2015)
1.3 Robótica y Sociedad
06/02/2017
36
71
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesSOLDADURA MIG - ROBOT VW 2
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
72
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesROBOT KUKA APLICADOR ADHESIVOS
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
06/02/2017
37
73
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesROBOTS KUKA SOLDADURA POR PUNTOS
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
74
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesREBARBADOS Y MECANIZADOS
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
06/02/2017
38
75
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesFORJA
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
76
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesMANIPULACIÓN DE CHAPA
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
06/02/2017
39
77
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesROBOT KUKA-MANIPULACIÓN DE CHAPA
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
78
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesPALETIZACIÓN DE SACOS
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
06/02/2017
40
79
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesSOLDADURA MIG - ROBOT VW
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
80
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesMANIPULACIÓN INDUSTRIA MUEBLE
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
06/02/2017
41
81
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesROBOT KUKA SOLDADURA ARCO
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
82
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesPALETIZACIÓN CAJAS DE BOTELLAS - ROBOT VW
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
06/02/2017
42
83
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesEXTRACCIÓN PIEZAS INYECCIÓN ALUMINIO
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
84
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesEXTRACCIÓN PIEZAS
MÁQUINA INYECCIÓN PLÁSTICO
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
06/02/2017
43
85
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Por AplicacionesROBOT FRESADOR
DE ACCIONAMIENTO NEUMÁTICO
?
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
86
Robots Por Aplicaciones
1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica
06/02/2017
44
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots teleoperadosDispositivos robóticos con brazos manipuladores y sensores y cierto grado
de movilidad, controlados remotamente por un operador humano demanera directa o a través de un computador.
Robots de servicioDispositivos electromecánicos móviles o estacionarios, dotados
normalmente de uno o varios brazos mecánicos independientes,controlados por un programa de ordenador y que realizan tareas noindustriales de servicio.
Sistemas Teleoperados & Robótica de Servicio
1.5 Parientes de la Robótica
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Teleoperación
1.5 Parientes de la Robótica
Elementos de un sistema Teleoperado
06/02/2017
45
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Autonomousrobots
Fixed Automation
NC Machines
IndustrialRobots
ServiceRobots
PowerTools
HandTools
UnilateralManipulators
MechanicalMaster-slave
Analog servomanipulatorswith programmable logic
Digital TeleoperatedRobots
SupervisoryControlled Robot
Auto
nom
y
Flexibility
Robótica y Teleoperación
1.5 Parientes de la Robótica
Evolución histórica convergente
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robótica y TeleoperaciónComparativa entre manipuladores
Robot industrial Manipulador
Velocidad extremoJuego angularControlGDLDinámicaCinemáticaPrecisiónHerramientaReversibilidadFlexibilidad
0.1 m/sMedio bajoDesde maestro6 GDL + herramientaBaja inerciaComo brazo humanoNo importantePropósito generalAlguna2.5-5 a plena carga
3 m/sSin juego angularDesde programa4-6 GDL + herramientaAlta inercia y rigidezDepende de tareaMuy baja, 0.01 cmIntercambiableNinguna0.025-0.125 a plena carga
1.5 Parientes de la Robótica
06/02/2017
46
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Control unilateral o bilateralo Control unilateral
Control en el que la información de control únicamente fluye del dispositivo de entrada al esclavo
No existe realimentación de fuerzas cinestética
Maestro Esclavo
Control del maestro
Controldel esclavo
Sensor de velocidadSensor de posición
ActuadorSensor de par
Eslabón
xm xsfm fstm tsxm xs
TeleoperaciónModos de control
1.5 Parientes de la Robótica
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Control bilateral La información de control fluye bi-direccionalmente entre el maestro y el
esclavo. Existe reflexión de fuerzas cinestética
Maestro Esclavo
Control del maestro
Controldel esclavo
Sensor de velocidadSensor de posición
ActuadorSensor de par
Eslabón
xm xsfm fstm tsxm xs
TeleoperaciónModos de control
1.5 Parientes de la Robótica
06/02/2017
47
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Posición-posición Primer esquema de control bilateral (Goertz 1954) También: error común en posición o servo simétrico de posición
Maestro Esclavo
Sensor de velocidadSensor de posición
ActuadorSensor de par
Eslabón
xm xsτm pm s m= k (x -x ) τs ps m s= k (x -x )xm xs
Control bucle posición
Control bucle posición
TeleoperaciónModos de control Bilateral
1.5 Parientes de la Robótica
94
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Maestro
Esclavo
+
+
+
+
+
_
+
_
_
_
fm
fs
τm
τop
τs
1
1
m s +b sm m2
m s +b ss s2
k + k spm vm
m s +b s+kop op op2
m s +b s+ke e e2
k + k sps vs
xm
xs
Operador
Entorno
Posición-posición
TeleoperaciónControl Bilateral: Análisis
1.5 Parientes de la Robótica
06/02/2017
48
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Fuerza-posición Primer desarrollo por Carl Flatau a finales de los años 60. Esquema más popular, especialmente en centros de investigación
Maestro Esclavo
Sensor de velocidadSensor de posición
ActuadorSensor de par
Eslabón
xm xsτm
τm fm m fs s=k f - k f
τs ps m s=k (x -x )
τsxm xsfm fs
Control bucle fuerza
Control bucle posición
TeleoperaciónModos de control Bilateral
1.5 Parientes de la Robótica
96
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Maestro
Esclavo
+
+
+
+
+_
_
_
fm
fs
fs
τm
τop
τs
1
1
m s +b sm m2
m s +b ss s2
m s +b s+kop op op2
m s +b s+ke e e2
k + k sps vs
xm
xs
Operador
Entorno
-kf
Fuerza-posición
TeleoperaciónControl Bilateral: Análisis
1.5 Parientes de la Robótica
06/02/2017
49
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Robots Industriales
Robots de servicio
•Tareas determinadas a priori•Colocación definida de objetos•Ejecución automática de programas explícitos•Entorno ajustado para ejecución automática de tareas•Configuración cinemática estándar con periféricos específicos para la tarea
•Modelo del mundo basado endatos predefinidos del entorno•Comandos específicos para la tarea •Procesamiento de información multisensorial•Programación implícita•Planificación automática de trayectorias•Exposición al entorno exterior público
•Comunicación con el entorno•Comprensión del entorno a través del uso de modelos•Generación de programas mediante planificación•Vigilancia de acciones•Capacidad de aprendizaje en la planificación y nivel reactivo•Diseño orientado a la tarea
Robots personales
Robótica de Servicio y Personal
1.5 Parientes de la Robótica
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Teleoperación- Telerrobótica: Conjunto de tecnologías que comprenden la operación o gobierno a distancia
de un dispositivo robot por un humano.Sistema maestro-esclavo:
Sistema de teleoperación en el que los movimientos del manipulador en la zona remota (esclavo) son comandados por el movimiento de otro manipulador (maestro) por parte del operador.
Telepresencia: Situación o circunstancia que se produce cuando un ser humano tiene la
sensación de encontrarse físicamente en el lugar remoto. Se consigue realimentando coherentemente al ser humano suficiente cantidad
de información sobre el entorno remoto.Presencia virtual:
Situación o circunstancia que se produce cuando un ser humano tiene la sensación de encontrarse en un lugar distinto de donde físicamente está gracias a la información generada exclusivamente por un ordenador.
Entorno virtual: entorno en el que el ser humano está inmerso. Realidad virtual: sinónimo de presencia virtual.
Conceptos y Definiciones
1.5 Parientes de la Robótica
06/02/2017
50
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
Realidad aumentada: Situación o circunstancia que percibe un ser humano cuando la información
sensorial que se le realimenta de un entorno es modificada previamente por un ordenador...
... con el objetivo de añadirle nueva información creada artificialmente, y que puede no ser accesible directamente de la realidad por los sentidos del operador aunque se encontrase en la zona remota.
Telepropiocepción: Capacidad que tiene un operador manejando un sistema de telemanipulación de
conocer la posición del manipulador con respecto al entorno y al punto de vista.Realimentación háptica:
Realimentación de la sensación tras producirse un contacto con el entorno, ya sea de tipo táctil o de fuerzas.
Término que viene del griego y que significa tocar. Algunos autores lo utilizan únicamente para referirse a realimentación táctil.
Conceptos y Definiciones
1.5 Parientes de la Robótica
ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando
100
1.6 Investigación en Robótica