Tema 1- Introduccion · ASIGNATURA: ROBOTICA TEMA: Introducción a la asignatura FECHA: Febrero...

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06/02/2017 1 1 ROBOTICA ROBOTICA 2 ¿Qué hace falta para lograr esto? ROBOTICA ROBOTICA

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ROBOTICAROBOTICA

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¿Qué hace falta para lograr esto?

ROBOTICAROBOTICA

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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

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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.

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

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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

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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

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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

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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)

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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22

Primer robot de pintura

Trallfa, Noruega, oferta el primer robot comercial de pintura

1969

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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

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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

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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

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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

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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

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28

Robot controlado por microprocesador

Björn Weichbrodt desarrolla el IRB6, el primer robot controlado por microprocesador y completamente eléctrico para la Sueca ASEA.

1973

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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35

Se funda la IFR

Se crea la federación internacional de Robótica (IFR) aunando organizaciones robóticas de 15 paises.

1987

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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/

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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

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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

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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

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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

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots en España (AER)

1.3 Robótica y Sociedad

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots en España (AER)

1.3 Robótica y Sociedad

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06/02/2017

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

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Robots en España (AER)

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

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Robots en España (AER)

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots en el Mundo (2015)

1.3 Robótica y Sociedad

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots en el Mundo (2015)

1.3 Robótica y Sociedad

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots en el Mundo (2015)

1.3 Robótica y Sociedad

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

1.3 Robótica y Sociedad

Robots en el Mundo (2015)

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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.

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06/02/2017

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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

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06/02/2017

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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

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06/02/2017

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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

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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

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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

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots Por AplicacionesROBOT KUKA APLICADOR ADHESIVOS

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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06/02/2017

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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

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots Por AplicacionesFORJA

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots Por AplicacionesMANIPULACIÓN DE CHAPA

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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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

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots Por AplicacionesPALETIZACIÓN DE SACOS

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots Por AplicacionesSOLDADURA MIG - ROBOT VW

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots Por AplicacionesMANIPULACIÓN INDUSTRIA MUEBLE

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots Por AplicacionesROBOT KUKA SOLDADURA ARCO

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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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

Page 42: Tema 1- Introduccion · ASIGNATURA: ROBOTICA TEMA: Introducción a la asignatura FECHA: Febrero 2017 Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez 27 Primer robot con visión Hitachi dota

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ASIGNATURA: RobóticaTEMA: 1-IntroducciónFECHA: Enero de 2017Profesores: Cecilia García & Miguel Hernando

Robots Por AplicacionesEXTRACCIÓN PIEZAS INYECCIÓN ALUMINIO

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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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

Page 43: Tema 1- Introduccion · ASIGNATURA: ROBOTICA TEMA: Introducción a la asignatura FECHA: Febrero 2017 Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez 27 Primer robot con visión Hitachi dota

06/02/2017

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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

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Robots Por Aplicaciones

1.4 Aplicaciones Industriales de la Robótica

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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

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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

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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

Page 47: Tema 1- Introduccion · ASIGNATURA: ROBOTICA TEMA: Introducción a la asignatura FECHA: Febrero 2017 Profesor: Miguel Hernando Gutiérrez 27 Primer robot con visión Hitachi dota

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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

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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

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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

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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

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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

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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