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IES Trassierra Dpto. Tecnología 1 INICIACIÓN A LA ROBÓTICA INDUSTRIAL 1.- MÁQUINA, MÁQUINA AUTOMÁTICA Y ROBOT. Máquina : Conjunto de elementos móviles, unidos entre sí, que transmite fuerzas desde una fuente de energía hasta el punto donde queremos aplicarla. Se utilizan para realizar tareas que antes se hacían de forma manual. Máquina automática: Es capaz de realizar por sí sola determinadas acciones predeterminadas y repetirlas bajo determinadas condiciones. Estas máquinas repiten a acción para la que están diseñadas, pero sin la posibilidad de variar su funcionamiento. Con ello se aumenta la productividad y la realización de tareas desagradables y peligrosas sin la participación humana. Robot: Máquina automática que realiza por sí sola determinadas funciones y es capaz de tomar decisiones al respecto y actuar en función de ellas y de la información recogida del entorno mediante sensores. 2.-MÁQUINAS-MECANISMOS Al principio, el ser humano trató de efectuar estas tareas usando su propia fuerza o la de los animales. Después, ideó los aparatos que le permitieron realizar el trabajo con menos esfuerzo. Los dispositivos que aprovechan mejor las fuerzas, cambiando su sentido o la dirección del movimiento reciben el nombre de mecanismos. De mecanismo a robot Mecanismo de un limpiaparabrisas: se mueve con una manivela. ¿Qué tendríamos que hacer para funcionara de forma automática? Mediante una fuente de energía (pila), un interruptor y un motor hemos creado un automatismo. Para convertir el automatismo en robot tendría que detectar, por ejemplo, si está lloviendo ajustar su velocidad a la cantidad de agua que cae sobre el cristal.

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I N I C I A C I Ó N A L A R O B Ó T I C A I N D U S T R I A L

1.- MÁQUINA, MÁQUINA AUTOMÁTICA Y ROBOT.

Máquina:

Conjunto de elementos móviles, unidos entre sí, que transmite fuerzas desde una fuente de energía hasta el

punto donde queremos aplicarla. Se utilizan para realizar tareas que antes se hacían de forma manual.

Máquina automática:

Es capaz de realizar por sí sola determinadas acciones predeterminadas y repetirlas bajo determinadas

condiciones. Estas máquinas repiten a acción para la que están diseñadas, pero sin la posibilidad de variar su

funcionamiento. Con ello se aumenta la productividad y la realización de tareas desagradables y peligrosas sin la

participación humana.

Robot:

Máquina automática que realiza por sí sola determinadas funciones y es capaz de tomar decisiones al respecto y

actuar en función de ellas y de la información recogida del entorno mediante sensores.

2.-MÁQUINAS-MECANISMOS

Al principio, el ser humano trató de efectuar estas tareas usando

su propia fuerza o la de los animales. Después, ideó los aparatos

que le permitieron realizar el trabajo con menos esfuerzo. Los

dispositivos que aprovechan mejor las fuerzas, cambiando su

sentido o la dirección del movimiento reciben el nombre de

mecanismos.

De mecanismo a robot

Mecanismo de un limpiaparabrisas: se mueve con una manivela.

¿Qué tendríamos que hacer para funcionara de forma

automática?

Mediante una fuente de energía (pila), un interruptor y un motor

hemos creado un automatismo.

Para convertir el automatismo en robot tendría que detectar, por

ejemplo, si está lloviendo ajustar su velocidad a la cantidad de

agua que cae sobre el cristal.

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3.-TIPOS DE ROBOT

Industriales o manipuladores:

Suelen tener forma de brazo articulado en cuyo extremo incorpora

elementos de sujeción o herramientas. Realizan tareas repetitivas en

industrias de automoción, en las que se emplean para montar piezas,

moverlas, ajustarlas, soldarlas, pintarlas, etc.

Móviles o vehículos robot:

Se desplazan empleando ruedas, orugas o patas articuladas y se utiliza

para suministrar herramientas o materiales a los manipuladores para

transportar materiales peligrosos, para colocar cables submarinos,

explorar el fondo del mar o para realizar exploraciones por el espacio.

Prótesis para uso humano:

Son dispositivos electromecánicos que realizan el trabajo de las manos o

las piernas de los seres humanos.

Didácticos o experimentales:

Se utilizan en la enseñanza y el aprendizaje de la robótica. Dentro de

este tipo se incluyen los robots de juguete que imitan algunas funciones

de los robots experimentales.

Manos teledirigidas o telchirs: se designan a manipular productos radiactivos o peligrosos y a colaborar

en operaciones quirúrgicas controlados de forma remota por cirujanos expertos (telecirugía).

Instalaciones inteligentes: sirven para controlar de manera automatizada las mercancías de almacenes o

los libros de bibliotecas, entre otras aplicaciones.

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Microrrobots o nanorobots:

os dañados o en el interior de máquinas para diagnosticar posible

erías.

constituyen la última tendencia en las investigaciones en el campo de la

robótica. Se trata de dispositivos de un tamaño entre mm y cm. Actúan, por

ejemplo, en el cuerpo humano para realizar intervenciones en vasos

sanguíne

av

4.-PARTES DE UN ROBOT

Elementos mecánicos: son los que configuran la estructura y permiten el movimiento de las diferentes

articulaciones y de los actuadores.

Sistemas de control: contienen los programas que permiten determinar la posición de los elementos del robot

y determinan la velocidad y acción que realizarán a continuación.

Sensores: detectan información del entorno y la envían al sistema de control. Permiten determinar la acción

que van a realizar.

Actuadores: son los mecanismos que realizan la acción determinada por el sistema de control en función de

las señales que recibe del entorno mediante los sensores. Son motores eléctricos, relés, accionadores

ticos, válvulas, etc hidráulicos y neumá

4.1. SENSORES

Transforman los estímulos y las señales del entorno en señales eléctricas que pueden ser procesadas por un

r con algún instrumento (sondas) pueden servir para que el robot obtenga información

lla.

robar la diferencia de luz existente entre dos

untos y actuar en consecuencia.

ÓN

uando un

lemento del robot llega a un punto determinado, por contacto con él.

DO

omparar con otras almacenadas en su memoria y actuar de acuerdo con ellas.

ordenador. Los sensores se comportan como los sentidos de una persona, y el ordenador, como el cerebro.

Temperatura, presión, nivel de humedad, presencia de determinados productos químicos y gases..., todos los

datos que podamos capta

y actúe en función a e

Sensores de LUZ

Este sensor está formado por una LDR. Cuando utilizamos varios de estos

elementos, el sistema puede comp

p

Sensores de POSICI

Determinan la posición en la que se encuentra el robot. El más simple y utilizado

es el final de carrera. Un final de carrera es un pulsador que se activa c

e

Sensor de SONI

Los sonidos se perciben por las vibraciones del aire al incidir en un micrófono.

Estas vibraciones se convierten en señales eléctricas que el robot puede

c

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5.-KIT DE ROBÓTICA DE LEGO: MINDSTORM

Sistema de control

PUERTOS DE SALIDA:

5.1. COMPONENTES

SENSORES

SENSOR DE SONIDO SENSOR DE LU SENSOR DE

ULTRASONIDOS

SENSOR DE CONTACTO

ACTUADOR

Z

SERVO MOTOR

5.2. CONEXIÓN

ACTUADORES : Los motores se colocan en el

microprocesador NXT a través de unos puertos de

salida identificados por letras (A, B y C).

SENSORES: se colocan en los puertos de entrada

del microprocesador marcados con números (1, 2, 3

y 4).

ACTUADORES (MOTORES)

BOTÓN ON/OFF Y RUN (MARCHA PROGRAMA)

PUERTOS ENTRADA: INFORMACIÓN DE LOS SENSORES.

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Un cable USB comunica el microprocesador NXT con el

ordenador de tal forma que las funciones que debe

realizar el robot, diseñadas con el programa ROBOLAB,

son transmitidas al NXT que las guarda para que se

ejecuten cuando se desee.

6.-ROBOLAB: SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN

Ejemplo: Un motor está conectado al puerto de salida A y otro al B. Ambos se mueven hacia delante a máxima

velocidad 2 segundos. Entonces que el motor A continúe avanzando y el B retrocede. A los 2 segundos

separan.

ABC

6.1. MODIFICADORES

En este ejemplo, el motor está conectado al puerto A, va

hacia atrás a una potencia de 3. La potencia máxima es

5. Después el motor se detiene.

A

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Actividad 1: Comenta el funcionamiento de este

programa.

Actividad 2. Monta este programa y explica como funciona.

Actividad 3: Monta este programa y comenta su funcionamiento:

ABC

A

ABC

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Actividad 4.Monta este programa y comenta su

funcionamiento:

6.2. GUIA DE COMANDOS

6.2.1. CAMBIAR DE DIRECCIÓN: Cambia de dirección el sentido de giro del motor conectado al puerto

indicado. Podemos indicar concretamente qué motor debe cambiar de dirección.

Funcionamiento: el motor conectado al puert B y

el motor conectado al puerto A avanzan durante

2 sg.

Después cambian de dirección y retroceden durante 3 seg. Despues se paran los motores conectados a los

puertos A, B y C.

ABC

6.2.2. SALTAR Y ATERRIZAR: Nos va a permitir saltar desde un punto del programa a otro. De esta

forma nos va a permitir que el programa o una parte de este pueda repetirse.

Ejemplo: El motor A y B avanzan durante 2 seg. Cambia de dirección el motor conectado al puerto A durante 1

segundo. El motor conectado al puerto B

continúa avanzando. SALTA y ATERRIZA

al comienzo del programa, que se repite

indefinidamente

ABC

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6.2.3. BUCLES : Se utilizan para repetir un proceso un número de veces determinado.

Nos va a permitir que un programa o parte de este se repita un número de veces determinado. Es parecido a

Saltar y aterrizar pero podemos controlar el número de veces que se repite el proceso.

El motor B avanzan durante 1 seg y el robot

emite un sonido “bip”.El proceso se repite 2

veces.

Ejemplo: El motor A y B avanzan durante 1

seg. El motor B retrocede durante 0,2 seg

mientras que el motor A continua

avanzando. El bucle se repite 4 veces.

6.2.4. SENSOR DE PRESIÓN.

A

6.2.5. DESVIOS CONDICIONALES.

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Comenta como funciona este

programa:

6.2.6. REALIZAR VARIAS TAREAS A LA VEZ: Ambas funciones nos permiten realizar dos tareas a la vez.

En este caso las dos tareas tienen la misma prioridad y se ejecutan a la vez.

Actividad 5: Comenta el funcionamiento del

programa.

En este caso la tarea de arriba es prioritaria y si se da el caso de que las dos platean acciones que

no pueden cumplirse a la vez se realizará la de arriba, que es prioritaria.

6.2.7. SENSOR DE LUZ

El motor B avanza hasta que el sensor de

luz detecta un brillo mayor que 20. El brillo

varía entre unos valores de 1 a 100. Si no

indicamos ningún valor el robot toma un

valor de referencia de 55.

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6.2.8. INTRODUCCIÓN A LAS VARIABLES

Una variable es algo que cambia al transcurrir el tiempo. Las variables se ven el Robolab como un

contenedor.

Cada contenedor se identifica con un color.

Puedo sumar, restar, multiplicar o dividir un valor a la variable.

También puedo “poner a cero” el valor de la variable.

Asignamos un valor inicial de “1” a

la variable. Los motores avanzan un

tiempo que coincide con el valor de

la variable. Al finalizar el ciclo sumamos al valor actual de la variable +1. El ciclo se repite y los motores

avanzarán el nuevo valor de la variable.

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ROBOLAB : GUIA DE COMANDOS

Los modificadores son los

parámetros que podemos modificar

en cada objeto. Por ejemplo en un

motor podemos modificar su

velocidad.

A

ABC

C

B

A

A

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