Sistemas Sensoriales de un Robot Industrial. Prof. J. Milland, BSEE, MEM/EM

Transcripción

1 Sistemas Sensoriales de un Robot Industrial Prof. J. Milland, BSEE, MEM/EM

2 Su función es similar a la de nuestros sentidos, con el cual logramos luego de un proceso poder interactuar con nuestro medio, Sensores Los sensores son dispositivos físicos que miden cantidades físicas, tales como distancia, luz, sonido, olor, temperatura, etc. El objetivo de los sensores es permitir que los robots puedan recibir y percibir información desde el mundo que los rodea.

3 Sensores La clave de esta adaptación de los robots a un entorno y trabajos cambiantes la tiene la utilización de sensores en la estructura del robot y son precisamente todos estos sensores los que conforman el sistema sensorial del robot. La evolución de la robótica está sujeta al desarrollo de nuevos sensores capaces de medir magnitudes que hasta ahora no somos

4 Sensores Los puntos más importantes en los sensores son: Campo de vista Rango de operación Exactitud y resolución Velocidad de muestreo Requerimientos computacionales Potencia, peso y tamaño Robustez Sensibilidad

5 Clasificación de los Sensores Hay varios tipos de sensores: Presencia Inductores Capacitores Detector Efecto Hall Detector Óptico Detector Ultra Sonido Sensor de Posición Potenciómetro Digital Coders

6 Clasificación de los Sensores Tacto Sensores de contacto Sensores de Potencia Proximidad Sistema Infrarrojo Sistema Acústico Sistema Electromagnético Sistema Fotométrico Detector de Corrientes Parasitas Termómetro Óptico

7 Clasificación de los Sensores Visión Cameras Sistema Digital Voz Microfonos

8 En el segundo caso se utilizan diferentes principios físicos para detectar la presencia, dando lugar a los diferentes tipos de sensores. Sensores de Presencia Este tipo de sensor es capaz de detectar la presencia de un objeto dentro de un radio de acción determinado. Esta detección puede hacerse con o sin contacto con el objeto.

9 Sensores de Presencia Los sensores de presencia se utilizan en robótica principalmente como auxiliares de los sensores de posición, para indicar los límites de las articulaciones y permitir localizar la posición de referencia de cero de éstos en el caso de que sean incrementales.

10 Sensores de Presencia Sensores Inductivos Los sensores basados en un cambio de inductancia debido a la presencia de un objeto metálico están entre los sensores de proximidad industriales de más frecuente uso. Sensores Capacitivos Los sensores capacitivos son potencialmente capaces (con diversos grados de sensibilidad) de detectar todos los materiales sólidos y

11 Sensores de Presencia Sensores Inductivos

12 Sensores Ópticos Sensores de Presencia Sensores Efecto Hall Se sirve del efecto Hall para la medición de campos magnéticos o corrientes o para la determinación de la posición. Si tanto la fuerza del campo magnético como la corriente son conocidos, entonces se puede usar el sensor Hall como detector de metales.

13 Sensores de Presencia Sensores de Ultrasonido Son detectores de proximidad que trabajan libres de roces mecánicos y que detectan objetos a distancias de hasta 8m. El sensor emite un sonido y mide el tiempo que la señal tarda en regresar. Estos reflejan en un objeto, el sensor recibe el eco producido y lo convierte en señales eléctricas, las cuales son elaboradas en el aparato de valoración. Estos sensores trabajan solamente en el aire, y pueden detectar objetos con diferentes formas, colores, superficies y de

14 No obstante, en las ocasiones en que el sistema Sensores de Velocidad La captación de la velocidad se hace necesaria para mejorar el comportamiento dinámico de los actuadores del robot. La información de la velocidad de movimiento de cada actuador se realimenta normalmente a un bucle de control analógico implementado en el propio accionador del elemento motor.

15 Sensores de Tacto Sensores de Contacto Se emplean para detectar el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos. Por ejemplo: saber cuando una puerta o una ventana que se abren automáticamente están ya completamente abiertas y por lo tanto el motor que las acciona debe pararse. Los principales son los llamados fines de carrera (o finales de carrera). Se trata de un interruptor que consta

16 Sensores de Proximidad Sensores de Infrarrojos Existen diodos capaces de emitir luz infrarroja y transistores sensibles a este tipo de ondas y que por lo tanto detectan las emisiones de los diodos. Esta es la base del funcionamiento de los mandos a distancia; el mando contiene diodos que emiten infrarrojos que son recibidos por los fototransistores del aparato. Los diodos de infrarrojos son a simple vista

17 Sistemas Sensoriales - Continuación Prof. Melissa Diaz, BSEE, MEM/EM

18 Proximidad Sistema Infrarrojo Sistema Acústico Sistema Electromagnético Sistema Fotométrico Detector de Corrientes Parasitas Termómetro Óptico Interruptor de Vacío Visión Cameras Sistema Digital Voz Micrófonos

19 Sensores Acústico Las ondas sonoras se manifiestan por las variaciones de presión y velocidad que ellas generan. En la mayoría de los casos el campo acústico en un punto es el resultado de la superposición de ondas sonoras que han experimentado reflexiones múltiples. Los micrófonos son los sensores que facilitan la conversión de una señal acústica en eléctrica. Se pueden aplicar diversos principios a su realización siendo la más común la combinación de fenómenos mecánico-acústicos y su conversión electromecánica.

20 Sensores magnéticos - Los sensores de proximidad magnéticos son caracterizados por la posibilidad de distancias grandes de la conmutación, disponible de los sensores con dimensiones pequeñas. Detectan los objetos magnéticos (imanes generalmente permanentes) que se utilizan para accionar el proceso de la conmutación. Los campos magnéticos pueden pasar a través de muchos materiales no magnéticos, el proceso de la conmutación se puede también accionar sin la necesidad de la exposición directa al objeto. Usando los conductores magnéticos (ej. hierro), el campo magnético se puede transmitir sobre mayores distancias para, por ejemplo, poder llevarse la señal de áreas de alta temperatura.

21 Sensores fotométrico - Utiliza un fotodiodo de silicona para proveer una respuesta espectral que combine la curva cie dentro de ± 5% con la mayoría de las fuentes de luz. La combinación de este fotodiodo y un filtro está ubicada dentro de un cabezal sensor coseno-corregido para proveer una respuesta adecuada a la radiación a varios ángulos de incidencia..

22 Detector de corrientes parasitas- En este tipo de sensores se hace pasar una corriente alterna por un conductor, lo cual crea un campo magnético. Al aproximarse a un objeto metálico se producen corrientes parasitas, estas corrientes crean campos magnéticos mucho mas pequeños, pero que son suficientes para distorsionar el campo magnético principal. Al alcanzar cierto nivel predeterminado de distorsión, este cambio en la corriente puede activar un interruptor..

23 Termómetro óptico- Dispositivo de medida de la temperatura en el que las propiedades de transmisión y reflexión de la luz visible dependen de la temperatura y cuya detección se puede relacionar con la temperatura tisular..

24 Los sensores de Visión, pueden utilizarse en aplicaciones de presencia /ausencia y aplicaciones de medición, puede realizar varias comprobaciones en cada uno de los productos que fabriquen, entre las principales ventajas se incluye: Reducción de residuos. Reducción de periodos de inactividad y mantenimiento Simplificación de la operación de con configuración y mantenimiento. Visualización y grabación de imágenes

25 . Eliminación de programación en PLC Inspección del 100% de las Piezas La solución de Sensores de Visión, inspeccionar rasgos que otros sensores no pueden como un código impreso en una etiqueta, grafico de una imagen o varios rasgos en una sola imagen, los Checker entienden lo que ven. Los sensores de Visión, aprovechan las mejores características de los sensores fotoeléctricos para brindar a las empresas un sistema de todo en un solo dispositivo, cámara integrada, procesador, iluminación, óptica e interfaces digitales.