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Robótica IndustrialDpt. Teoría de la Señal, Telemática y Comunicaciones

Robótica IndustrialUniversidad de Granada

TSTCTema 6: Elementos de Control enRobótica

ActuadoresS.1

El motor de corriente continuaS.1.1

IntroducciónS.0

El motor paso-a-pasoS.1.2

Elementos de transmisión de energíaS.2

Sensores internosS.3

Sensores de posiciónS.3.1

Sensores de velocidadS.3.2

Sensores externosS.4

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S0. Introducción

Esquema general de planificación y control del movimiento

Tema 5

•Actuadores: proporcionan la energía necesaria para el movimiento.

•Elementos de Transmisión de energía: transmiten el movimiento desde el actuador hasta el elemento que se va a mover.

•Sensores internos: proporciona los valores reales d e las variables que hay que controlar.

•Sensores externos: dotan al sistema robótico de cie rta capacidad sensorial.

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S1. ActuadoresFUNCIÓN:Proporcionan la energía necesaria para el movimiento. Convierten la señal que sale del controlador (Salida del conversor A/D) en movimiento. Suelen incluir una amplificador de potencia para aumentar la señal de control. TIPOS:

1. PARA ALTAS POTENCIAS:

1. Motores hidráulicos (motores de aceite a presión): más precisos. Apropiados para entornos peligrosos en los que se necesita precisión. Requieren mantenimiento.entornos peligrosos en los que se necesita precisión. Requieren mantenimiento.

2. Motores neumáticos (motores de aire comprimido): más baratos que los hidráulicos. Tienen precisión limitada debida a la compresibilidad del aire y baja velocidad de respuesta.

2. PARA POTENCIAS MEDIA Y BAJA: motores eléctricos

1. Motor de corriente continua : limpio y preciso. De baja potencia. Mejorable mediante motores especiales y engranajes.

2. Motor paso-a-paso: poco precisos. Admiten control en bucle abierto (no es imprescindible la realimentación

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S1. El motor de corriente continua

FUNDAMENTO: toda carga eléctrica inmersa en un campo magnético B está sometida a una fuerza F = qv x B

Esto se puede generalizar para las cargas en movimiento que circulan por una espira formando una corriente i(t)movimiento que circulan por una espira formando una corriente i(t)

Sobre las espiras se va a generar un par de fuerzas Tau proporcional a la intensidad de corriente que circula por la espira.

Ka=cte del motor que depende de la intensidad de B

señal de control

movimiento

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S1. El motor de corriente continua

Aparece una FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ: toda espira (o bobina) en movimiento dentro de un campo magnético genera una tensión eb entre sus extremos, que es proporcional a la velocidad angular de la espira y opuesta a la tensión externa aplicada

velocidad angular

corriente real del inducido

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S1. El motor de corriente continua

FUNCION DE TRANSFERENCIA DEL MOTOR

Ecuación mecánica del sistema

Señal de control

Movimiento

Tipo 1: error de posición=0 en los sistemas realimentados

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S1. El motor de corriente continua

Modelo detallado: incluye autoinducción por disipac iones y rozamiento

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S1. El motor paso-a-paso

FUNDAMENTO: recibe una secuencia de pulsos eléctricos de forma que por cada pulso recibido giran un ángulo incremental fijo

Estátor: 4 polos electromagnéticos

Rótor: Imán permanente de 2 polos

FUNDAMENTO: Conmutando las corrientes del estátor (impulsos eléctricos discretos) se consigue el movimiento continuo del rótor.

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S2. Elementos de transmisión de energía

FUNCIÓN: transmiten el movimiento desde el actuador hasta el elemento que se va a mover.

•Transportar movimiento•Transformar el tipo de movimiento•Conversión de potencia: aumentan la potencia a cost a de disminuir la velocidad angular.

Si se requiere transmitir energía a mayor distancia se pueden usar correas dentadas o poleas.

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S2. Elementos de transmisión de energía

P: paso o intervalo. Distancia que recorre en una rotación única

T: Par motor del tornillo

Principio de funcionamiento: el de un tornillo que genera un movimiento lineal a la vez que giratorio

T: Par motor del tornillo

E: Factor de rendimiento con un valor alrededor del 0,9%

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S3. Sensores internos

1. SENSORES DE POSICIÓN

SENSORES INTERNOS: proporciona los valores reales d e las variables que hay que controlar.

Inconveniente: rozamiento del contador de salida sobre la resistencia. Puede producir un malfuncionamiento con el progresivo desgaste

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S3. Sensores internos

1. SENSORES DE POSICIÓN

Célula fotoeléctrica que transforma la luz en una secuencia de pulsos eléctricos

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S3. Sensores internos

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S4. Sensores externos

Utilidad : los sensores externos dotan al sistema robótico de capacidad sensorial. Hacen posible que el sistema tome sobre la marcha sus propias decisiones

SENSORES MÁS USADOS :

1. Sensores de visión (cámaras): sirven para identificar el tipo de objeto y su posición. En el caso más simple sólo detectan la presencia o ausencia de posición. En el caso más simple sólo detectan la presencia o ausencia de objetos.

2. Sensores de fuerza: útiles en aplicaciones en las que hay contacto entre objetos.