AUTOMATISMOS Y ROBÓTICA

Transcripción

1 TEMA 6 AUTOMATISMOS Y ROBÓTICA TECNOLOGÍA 4º ESO Samuel Escudero Melendo

2 Puffing Billy, H.C. Booth (1901) Robot aspiradora (actualidad) Whirlwind, McGaffey (1868)

3 QUÉ VEREMOS? APROXIMACIÓN HISTORICA ELEMENTOS DE UN AUTOMATISMO ARQUITECTURA DE UN ROBOT SENSORES ELÉCTRICOS SISTEMAS DE CONTROL

4 APROXIMACIÓN HISTÓRICA.

5 APROXIMACIÓN HISTÓRICA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL, s.xviii-s.xix

6 APROXIMACIÓN HISTÓRICA MÁQUINA BOMB, CÓDIGO ENIGMA. ALAN TURING, II Guerra Mundial

7 APROXIMACIÓN HISTÓRICA MÁQUINA BOMB, CÓDIGO ENIGMA. ALAN TURING, II Guerra Mundial

8 APROXIMACIÓN HISTÓRICA

9 APROXIMACIÓN HISTÓRICA

10 APROXIMACIÓN HISTÓRICA

11 APROXIMACIÓN HISTÓRICA AUTÓMATAS

12 APROXIMACIÓN HISTÓRICA

13 APROXIMACIÓN HISTÓRICA

14 APROXIMACIÓN HISTÓRICA ROBOTS HUMANOIDES O ANDROIDES ROBOTS ROBOTS INDUSTRIALES BOTS (ROBOTS SOFTWARE)

15 APROXIMACIÓN HISTÓRICA PRIMERA GENERACIÓN ROBOTS MANIPULADORES SEGUNDA GENERACIÓN ROBOTS DE APRENDIZAJE TERCERA GENERACIÓN ROBOTS CON CONTROL SENSORIZADO CUARTA GENERACIÓN ROBOTS INTELIGENTES

16 APROXIMACIÓN HISTÓRICA 1ª GENERACIÓN ROBOTS MANIPULADORES GENERACIONES Década de los 50. Dispositivos mecánicos con un sistema de control sencillo, que sólo pueden realizar las tareas para las que se les ha programado previamente.

17 APROXIMACIÓN HISTÓRICA 2ª GENERACIÓN ROBOTS DE APRENDIZAJE GENERACIONES Década de los 70. Incorporan sensores y sistemas de control que les permite adaptar la tarea a las condiciones del entorno.

18 APROXIMACIÓN HISTÓRICA 3ª GENERACIÓN ROBOTS CON CONTROL SENSORIZADO GENERACIONES Décadas de los 80 y 90. Incorporan sistemas de control computerizado, aumentando la precisión de sensores y actuadores. Se desarrollan lenguajes de programación propios.

19 APROXIMACIÓN HISTÓRICA 4ª GENERACIÓN ROBOTS INTELIGENTES GENERACIONES A partir del Incorporan mejoras en hardware, sensores más complejos. Principios de la inteligencia artificial para el tratamiento de datos.

20 APROXIMACIÓN HISTÓRICA GENERACIONES

21 APROXIMACIÓN HISTÓRICA 5ª GENERACIÓN? ROBOTS CONDUCTUALES GENERACIONES Se pretende que los robots sean capaces de aprender y generar por sí mismos respuestas concretas a estímulos nuevos, pudiendo habitar en el mundo real y no en un mundo simplificado. Arquitectura de subsunción.

22 ELEMENTOS DE UN AUTOMATISMO.

23 ELEMENTOS DE UN AUTOMATISMO PERIFÉRICOS DE ENTRADA PERIFÉRICOS DE SALIDA ELEMENTOS DE CONTROL

24 ELEMENTOS DE UN AUTOMATISMO PERIFÉRICOS DE ENTRADA Mediante señales eléctricas proporciona al sistema la información que necesita del exterior para su funcionamiento adecuado. Estos dispositivos se denominan SENSORES.

25 ELEMENTOS DE UN AUTOMATISMO PERIFÉRICOS DE SALIDA Son dispositivos que realizan tareas concretas bajo el control del sistema. Ejemplos son, entre otros, los motores, lámparas y zumbadores.

26 ELEMENTOS DE UN AUTOMATISMO SISTEMA DE CONTROL Reciben las señales de naturaleza eléctrica que proporcionan los periféricos de entrada y, en función de la información recibida, hace funcionar de un modo u otro los periféricos de salida.

27 ARQUITECTURA DE UN ROBOT.

28 ARQUITECTURA DE UN ROBOT ESTRUCTURA MECÁNICA ACTUADORES HERRAMIENTAS SENSORES SISTEMA DE CONTROL FUENTE DE ENERGÍA

29 ARQUITECTURA DE UN ROBOT ESTRUCTURA MECÁNICA Conjunto de elementos sobre los que van montados el resto de los componentes. La estructura debe ser robusta y estable para mantener el equilibrio del robot y no restar precisión a sus movimientos.

30 ARQUITECTURA DE UN ROBOT ACTUADORES Son los encargados de mover las partes articuladas. Pueden ser eléctricos, neumáticos o hidráulicos.

31 ARQUITECTURA DE UN ROBOT HERRAMIENTAS Son los elementos que incorporamos a los robots que realizan tareas de montaje y manipulación. Las herramientas son muy diversas dependiendo del tipo de robot y suelen admitir el intercambio.

32 ARQUITECTURA DE UN ROBOT SENSORES Son los dispositivos encargados de recoger la información del entorno y transmitirla al sistema de control para que la procese y actúe en consecuencia. Pueden ser EXTERNOS o INTERNOS.

33 ARQUITECTURA DE UN ROBOT SISTEMA DE CONTROL Su función es recibir la información de los sensores, analizarla y ajustar de forma constante el funcionamiento del robot al programa.

34 ARQUITECTURA DE UN ROBOT FUENTE DE ENERGÍA Su función es alimentar a los actuadores, herramientas, sensores y sistemas de control del robot. Para evitar interferencias, la alimentación de los motores suele ir separada del resto.

35 TIPOS DE ROBOT ARQUITECTURA DE UN ROBOT SEGÚN EL TIPO DE ARTICULACIONES SEGÚN SU MOVILIDAD SEGÚN SU MORFOLOGÍA

36 ARQUITECTURA DE UN ROBOT SEGÚN EL TIPO DE ARTICULACIONES TIPOS DE ROBOT

37 ARQUITECTURA DE UN ROBOT SEGÚN EL TIPO DE ARTICULACIONES TIPOS DE ROBOT Grados de libertad: número de movimientos independientes que puede realizar una articulación.

38 ARQUITECTURA DE UN ROBOT SEGÚN SU MOVILIDAD TIPOS DE ROBOT ESTÁTICO VS MÓVIL

39 ARQUITECTURA DE UN ROBOT SEGÚN SU MORFOLOGÍA TIPOS DE ROBOT ZOOMÓRFICOS ANTROPOMÓRFICOS HÍBRIDOS

40 EJERCICIOS 1. Elabora una lista de las distintas máquinas, automatismos y robots que es posible encontrar y utilizar de forma cotidiana. 2. Busca un ejemplo de robot real de cada una de las generaciones. Anota los datos más relevantes: empresa fabricante, aplicaciones TRABAJO INDIVIDUAL

41 EJERCICIOS 3. Busca 3 campos de aplicación actual de la robótica y explica qué función desempeñan en cada caso los robots y las ventajas que su uso supone. TRABAJO INDIVIDUAL

42 SENSORES ELÉCTRICOS.

43 SENSORES ELÉCTRICOS LOS SENSORES COMUNICAN EL ROBOT CON EL ENTORNO. El SENSOR transforma la energía captada tomando datos en una magnitud física o química y emite una señal de salida.

44 TIPOS DE SENSORES SENSORES ELÉCTRICOS Según la SEÑAL Según RANGO DE VALORES Según su FUNCIONAMIENTO ANALÓGICOS DIGITALES CIERRE DE CONTACTO PROPORCIONALES MECÁNICOS ELÉCTRICOS MAGNÉTICOS ÓPTICOS LÁSER ACÚSTICOS ULTRASÓNICOS PIRÓMETROS DE RADIACIÓN

45 SENSORES ELÉCTRICOS SEGÚN EL TIPO DE SEÑAL QUE GENERAN SENSOR DE PROXIMIDAD ANALÓGICO La señal varía a lo largo del tiempo dentro de un rango de valores conocido SENSOR FINAL DE CARRERA DIGITAL Produce señales que sólo toman dos posibles valores, generalmente 0V y 5V

46 SENSORES ELÉCTRICOS SEGÚN EL RANGO DE VALORES QUE DEVUELVEN SENSOR FINAL DE CARRERA CIERRE DE CONTACTO Sensores binarios que devuelven valores de encendido o apagado SENSOR DE PROXIMIDAD PROPORCIONALES Producen una señal proporcional al valor que están midiendo

47 SENSORES ELÉCTRICOS SEGÚN EL RANGO DE VALORES QUE DEVUELVEN FUNCIONAMIENTO DE UN DISPOSITIVO DE FINAL DE CARRERA

48 SENSORES ELÉCTRICOS SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO SENSOR DE TEMPERATURA SENSOR FINAL DE CARRERA MECÁNICO Generan un cierre de contacto ELÉCTRICO Transforman la magnitud eléctrica medida en una señal eléctrica

49 SENSORES ELÉCTRICOS SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO SENSOR OPTOACOPLADOR ÓPTICO Constan de un emisor de luz y de un receptor y permiten medir distancias, detectar objetos LASER SENSOR DE DISTANCIA Sensor óptico que trabaja con luz láser, permitiendo llegar a mayor distancia

50 SENSORES ELÉCTRICOS SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO SENSOR ULTRASÓNICO MICRÓFONO ELECTRET ACÚSTICOS Transforman el sonido (cambios en la presión del aire alrededor del sensor) en una señal eléctrica ULTRASÓNICOS Constan de un transmisor y de un receptor de ultrasonidos. Mide distancias y detecta objetos

51 SENSORES ELÉCTRICOS SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO SENSOR MAGNÉTICO MAGNÉTICO Miden campos magnéticos y permiten determinar la posición relativa de dos objetos PIRÓMETRO DE Tª PIRÓMETROS DE RADIACIÓN Miden altas temperaturas por detección del color de una llama

52 SENSORES ELÉCTRICOS SEGÚN SU FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO DE UN SENSOR ULTRASÓNICO

53 SISTEMAS DE CONTROL.

54 SISTEMAS DE CONTROL La función del SISTEMA DE CONTROL es recibir la información de los sensores, analizarla y ajustar de forma constante el funcionamiento del robot al programa.

55 SISTEMAS DE CONTROL ENTRADA SISTEMA SALIDA PERTURBACIONES

56 SISTEMAS DE CONTROL ENTRADA Conjunto de variables que afectan al sistema SISTEMA SALIDA Resultados esperados del sistema PERTURBACIONES Conjunto de variables ajenas al sistema

57 SISTEMAS DE CONTROL TIPOS SISTEMA LAZO ABIERTO VS SISTEMA LAZO CERRADO

58 SISTEMA DE LAZO ABIERTO SISTEMAS DE CONTROL TIPOS

59 SISTEMA DE LAZO ABIERTO SISTEMAS DE CONTROL TIPOS No se compara la salida con el valor deseado o señal de referencia. La señal de referencia establece unas condiciones prefijadas de la operación que permanecen invariables a lo largo del proceso. La precisión de la salida depende de un correcto ajuste del controlador. Si se producen perturbaciones el sistema no cumple su función.

60 SISTEMAS DE CONTROL TIPOS: SISTEMA DE LAZO ABIERTO 1. INTRODUCIR TOSTADA 2. PROGRAMAR TIEMPO 3. TOSTADO DEL PAN 4. DESCONEXIÓN DEL TOSTADOR CONTROLADOR El tostador no tiene forma de detectar si el pan se ha quemado o no con el tiempo que hemos programado

61 SISTEMA DE LAZO CERRADO SISTEMAS DE CONTROL TIPOS

62 SISTEMA DE LAZO CERRADO SISTEMAS DE CONTROL TIPOS El proceso que lleva a cabo el sistema es constantemente ajustado por medio de una señal de control (esta señal es resultado de la comparación entre la señal de referencia y la lectura en tiempo real de un sensor a la salida del sistema). Son más precisos que los sistemas de lazo abierto. Menos sensibles a las perturbaciones externas. Son más complejos, caros y propensos a averías que los sistemas de lazo abierto.

63 SISTEMAS DE CONTROL TIPOS: SISTEMA DE LAZO CERRADO 1. TENEMOS CALOR 2. PROGRAMAMOS 18 o C CONTROLADOR 3. BAJA LA T a 4. ABRIMOS VENTANA ( SUBE T a ) PERTURBACIÓN 5. DETECTA VARIACIÓN DE T a 6. GENERA MÁS FRÍO SEÑAL DE CONTROL 7. ALCANZAMOS 18 o C