Instituto Tecnológico de Saltillo. Guía de examen Unidad III Robótica SISTEMAS DE DETECCIÓN E IMPULSIÓN

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1 Instituto Tecnológico de Saltillo Guía de examen Unidad III Robótica SISTEMAS DE DETECCIÓN E IMPULSIÓN 1.- Menciones los dos tipos de sistemas de un robot? Sistemas de detección y de impulsión. 2.- En qué consiste un sistema de detección? Un sistema de detección es un conjunto de sensores relacionados entre sí utilizados para el funcionamiento o la aplicación de un robot. 3.- Qué es un sistema de impulsión? La capacidad del robot para desplazar su cuerpo, brazo y muñeca, que consiste básicamente en captar una señal desde un determinado lugar y mover o impulsarla a otro punto. 4.- Mencione los 3 tipos de sistemas de impulsión de un robot. SISTEMAS DE IMPULSION HIDRAULICOS SISTEMAS DE IMPULSION ELECTRICOS SISTEMAS DE IMPULSION NEUMATICOS SENSORES DE POSICIÓN 1.- Cuáles son los tipos de sensores de posición y en qué consisten? ANALOGICO Un sensor analógico es aquel que puede entregar una salida variable dentro de un determinado rango. DIGITAL Es aquel que entrega una salida del tipo discreta 2.- Que es un potenciómetro? Es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.

2 3.- Para que se utilizan los potenciómetros de mando? Su uso es como elemento de control en los aparatos electrónicos. Son muy útiles para medir movimientos y determinar la posición de un mecanismo determinado 4.- Cuáles son los tipos de potenciómetro de mando? Potenciómetros rotatorios Potenciómetros deslizantes Potenciómetros múltiples 5.- En qué tipo de robots se aplican los potenciómetros Solo se aplican en robots de tipos didácticos o educacionales 6.- Porque los potenciómetros no se utilizan en robots industriales? Debido a que los potenciómetros poseen un ángulo de giro de aproximadamente 270, no es posible usarlos en mecanismos que deben realizar un giro completo o bien mas de una vuelta sobre su eje. 1.- Que son los resolvers? RESOLVERS R= son esencialmente transformadores rotativos diseñados de tal modo que su coeficiente de acoplamiento entre el rotor y el estator varía según sea la posición angular del eje. 2.- cómo están diseñados los resolver? R= consta de dos bobinados en el estator, que detectan una señal senoidal de inducción, emitida por un tercer bobinado desde el rotor; una de las bobinas detectoras corresponde al seno y la otra al coseno 3.- Porque no es recomendable que los resolvers tengan escobillas? R= sufre un desgaste continuo, lo que hace posible, pasado cierto tiempo de uso, que desde ahí se ingrese ruido en la señal. 4.- De qué están hechos el rotor y el estator del resolver? R= están construidos con un núcleo de hierro laminado 5.- A cuántos grados están separadas los bobinados del rotor? R= por un ángulo de 90

3 ENCODERS 1.- Que son los encoders? Es un transductor rotativo que transforma un movimiento angular en una serie de impulsos digitales. 2.- Cómo se pueden elaborar las señales eléctricas de rotación de un encoder? Mediante controles numéricos (CNC), contadores lógicos programables (PLC), sistemas de control, etc. 3.- Cómo esta agrupado el sistema de lectura en un encoder? -Por un foto emisor -Un disco óptico -Una foto receptora 4.- Este sistema de lectura como se desarrolla? Este conjunto está iluminado de modo perpendicular por una fuente de rayos infrarrojos. El disco proyecta de este modo su imagen sobre la superficie de varios receptores oportunamente enmascarados por otro reticulado que tiene el mismo paso del anterior llamado colimador. Los receptores tienen la tarea de detectar las variaciones de luz que se producen con el desplazamiento del disco convirtiéndolas en las correspondientes variaciones eléctricas 5.- Cómo se conforma el disco óptico? Es un disco graduado con un reticulado radial formado por líneas opacas, alternadas con espacios transparentes Cómo se debe de generar la señal eléctrica detectada? Para generar impulsos correctamente escuadrados y sin interferencias, debe ser procesada electrónicamente. Para incrementar la calidad y estabilidad de las señales, el sistema de lectura se efectúa generalmente de manera diferencial, comparando dos señales casi idénticas, pero defasados en 180 grados eléctricos. 7.- Los encoders incrementales son: Dan un determinado número de impulsos por vuelta y requieren un contador para determinar la posición a partir de un origen de referencia 8.- La resolución del encoder incremental depende de: Del número N de divisiones del rotor, es decir del número de impulsos por revolución. No debe confundirse lo que es resolución angular del encoder con la posible resolución de un sistema de medida de coordenadas lineales que dependerá de la desmultiplicación mecánica. 9.- Los encoders absolutos son:

4 Los encoders absolutos disponen de varias bandas dispuestas en forma de coronas circulares concéntricas, dispuestas de tal forma que en sentido radial el rotor queda dividido en sectores, con combinaciones de opacos y transparentes Que códigos siguen los encoders absolutos? Siguen un código Gray o binario. SENSORES LINEALES DE POSICION Y VELOCIDAD 1.- define que es un sensor? R: El sensor es un dispositivo que produce una señal, referente a la cantidad que se está midiendo. 2.- Que necesitan los sensores lineales de posicionamiento para determinar la posición de un objeto? R: Estos sensores necesitan un punto consigna o punto de referencia 3.- Mencione una aplicación de los sensores lineales de posición? R: Estos sensores pueden ser utilizados en automóviles normalmente montados en la defensa trasera, ya que detectan cuando echamos de reversa el vehículo. 4.- mencione en que parte de la industria puede utilizarse un sensor de posición lineal? R: En la industria estos sensores pueden tener muchas aplicaciones tales como en una banda transportadora, al momento de acercarse un objeto puede mandar a disparar el paro de algún motor 5.- Para qué se utilizan los sensores de velocidad? R: Estos sensores los utilizan para saber la velocidad de giro de un motor en RPM (revoluciones por minuto). 6.- Qué es un tacogenerador? R: El tacogenerador es un sensor de velocidad que proporciona una tensión proporcional a la velocidad de giro del eje. 7.- Cómo se activa el tacogenerador? R: Utiliza un interruptor llamado reed switch, que utiliza fuerzas magnéticas y en la salida del interruptor se obtiene un pulso de corriente. 1.- Menciona 3 tipos de actuadores eléctricos ACCIONAMIENTOS ELECTRICOS

5 Motores paso a paso. Motores de corriente alterna (AC) Motores de corriente continua (DC): 2.- Menciona las características de los motores de corriente directa Los motores de DC están constituidos por dos devanados internos, inductor e inducido, que se alimentan con corriente continua 3.- Menciona a que se refiere inducido en el estator y en el rotor El inducido, también denominado devanado de excitación, está situado en el estator y crea un campo magnético de dirección fija, denominado excitación. El inducido, situado en el rotor, hace girar al mismo debido a la fuerza de Lorentz que aparece como combinación de la corriente circulante por él y del campo magnético de excitación. Recibe la corriente del exterior a través del colector de delgas, en el que se apoyan unas escobillas de grafito. 4.- A que velocidades puede llegar un motor de corriente directa? Las velocidades de rotación que se consiguen con estos motores son del orden de 1000 a 3000 rpm con un comportamiento muy lineal y bajas constantes de tiempo. 5.- Cuantos tipos de motores de paso a paso hay? -De imanes permanentes. -De reluctancia variable. -Híbridos. 6.- Describe el funcionamiento del motor paso a paso de imanes permanentes El rotor, que posee una polarización magnética constante, gira para orientar sus polos de acuerdo al campo magnético creado por las fases del estator 7.- En qué consiste el motor paso a paso de reluctancia variable? En los motores de reluctancia variable, el rotor está formado por un material ferro-magnético que tiende a orientarse de modo que facilite el camino de las líneas de fuerza del campo magnético generado por las bobinas de estator. 8.- Como se controla un motor de pasos? El control de estos motores existen circuitos especializados que a partir de tres señales (tren de pulsos, sentido de giro e inhibición) generan, a través de una etapa lógica, las secuencias de pulsos que un circuito de conmutación distribuye a cada fase. 9.- Menciona algunas ventajas de los motores de pasos

6 Su principal ventaja con respecto a los servomotores tradicionales es su capacidad para asegurar un posicionamiento simple y exacto. Pueden girar además de forma continua, con velocidad variable, como motores síncronos, ser sincronizados entre sí, obedecer a secuencias complejas de funcionamiento, etc. Se trata al mismo tiempo de motores muy ligeros, fiables, y fáciles de controlar pues al ser cada estado de excitación del estator estable, el control se realiza en bucle abierto, sin la necesidad de sensores de realimentación Menciona algunas ventajas de los actuadores eléctricos Precisos Fiables Fácil control Sencilla instalación Silenciosos ACCIONAMIENTOS NEUMATICOS E HIDRAULICOS 1.- En robótica cómo se define un Accionador? Un accionador es el dispositivo encargado de transformar las señales de control de velocidad y posición en un movimiento de cada una de las articulaciones del robot. 2.- Cuáles son las características q se buscan al elegir un tipo de Accionamiento? Potencia, Controlabilidad, Peso y volumen, Precisión, Velocidad, Mantenimiento y Coste 3.- Como es el funcionamiento de un Cilindro Neumático? Se consigue el desplazamiento de un émbolo encerrado en un cilindro como consecuencia de la diferencia de presión a ambos lados de aquél. Los cilindros neumáticos pueden ser de simple o de doble efecto. 4.- Cómo funciona los motores Neumáticos cuales son los tipos y explique uno de ellos? En los motores neumáticos se consigue el movimiento de rotación de un eje mediante aire a presión. Los dos tipos más utilizados son los motores de aletas rotativas y los motores de pistones axiales. Los motores de pistones axiales tienen un eje de giro solidario a un tambor que se ve obligado a girar ente las fuerzas que ejercen varios cilindros, que se apoyan sobre un plano inclinado. 5.- Cual es una de las desventajas de los Accionamiento Neumático? Deberá disponer de una instalación de aire comprimido, incluyendo: compresor, sistema de distribución (tuberías, electro válvulas), filtros, secadores, etc. Con los cilindros neumáticos sólo se persigue un posicionamiento en los extremos del mismo y no un posicionamiento continuo.

7 6.- Qué tipo de energía y a que presiones trabajan los accionamientos Hidráulicos? La energía producida por la compresión de aceites minerales a una presión comprendida normalmente entre los 50 y 100 bar, llegándose en ocasiones a superar los 300 bar. 7.- Cuáles son las ventajas de los accionamientos Hidráulicos? Rápidos, Alta Relación potencia-peso, Autolubricantes, Alta capacidad de carga y Estabilidad frente a cargas estáticas. 8.- Cuáles son las principales desventajas de los accionamientos Hidráulicos? Las elevadas presiones a las que se trabaja propician la existencia de fugas de aceite a lo largo de la instalación. Asimismo, esta instalación es más complicada que la necesaria para los actuadores neumáticos y mucho más que para los eléctricos, necesitando de equipos de filtrado de partículas, eliminación de aire, sistemas de refrigeración y unidades de control de distribución. 1.- Qué son las transmisiones? TRANSMISIONES Y REDUCTORES Son los elementos encargados de transmitir el movimiento desde los actuadores hasta las articulaciones. 2.- Cuales son algunos elementos de transmisiones? Cadenas Cables Correas Cremalleras Tornillos sin fin 3.- Menciona 3 formas de hacer enlaces rígidos CIRCULAR - CIRCULAR CIRCULAR - LINEAL LINEAL - CIRCULAR 4.- Para qué sirven los reductores? Son los elementos encargados de adaptar el par y la velocidad correcta de los actuadores para que los movimientos sean precisos. 5.- Menciona tres tipos de reductores

8 Tren de engranes Ciclo reductor. Reductor armónico 6.- Según los siguientes enlaces, mencione si es circular-circular, circular-lineal, lineal, lineal-circular. 7.- Mencione los factores principales por los cuales los robots usan reductores. INERCIA, PESO Y VOLUMENES RIGIDOS. ALTA RIGIDEZ TORSIONAL. BAJO MANTENIMIENTO Y ALTA DURACION FRENOS 1.- Cómo se llama el estado en el que queda el robot a la hora de frenarse? PREPARADO 2.- Dónde van colocados los frenos del robot? El robot va equipado con frenos en todos los ejes 3.- Cuándo se activan los frenos del robot? Queda frenado automáticamente en las paradas de emergencia, fallos de suministro, o cuando se desconecta la tensión de los motores.