Características Morfológicas. Principales características de los Robots.

Transcripción

1 Características Morfológicas Principales características de los Robots. Se describen las características más relevantes propias de los robots y se proporcionan valores concretos de las mismas, para determinados modelos y aplicaciones. Grados de libertad. Son los parámetros que se precisan para determinar la posición y la orientación del elemento terminal del manipulador. También se pueden definir los grados de libertad, como los posibles movimientos básicos (giratorios y de desplazamiento) independientes. En la imagen se muestra el esquema de un robot de estructura moderna con 6 grados de libertad; tres de ellos determinan la posición en el espacio del aprehensor (q1, q2 y q3) y los otros 3, la orientación del mismo (q4, q5 y q6). Un mayor número de grados de libertad conlleva un aumento de la flexibilidad en el posicionamiento del elemento terminal. Aunque la mayoría de las aplicaciones industriales requieren 6 grados de libertad, como las de la soldadura, mecanizado y paletizacion, otras más complejas reciben un número mayor, tal es el caso en las labores de montaje. Tareas más sencillas y con movimientos más limitados, como las de la pintura y paletizacion, suelen exigir 4 o 5 grados de libertad. Zonas de trabajo y dimensiones del manipulador. en las articulaciones. Las dimensiones de los elementos del manipulador, junto a los grados de libertad, definen la zona de trabajo del robot, característica fundamental en las fases de selección e implantación del modelo adecuado. La zona de trabajo se subdivide en áreas diferenciadas entre sí, por la accesibilidad especifica del elemento terminal (aprehensor o herramienta), es diferente a la que permite orientarlo verticalmente o con el determinado ángulo de inclinación. También queda restringida la zona de trabajo por los límites de giro y desplazamiento que existen

2 Capacidad de carga. El peso, en kilogramos, que puede transportar la garra del manipulador recibe el nombre de capacidad de carga. A veces, este dato lo proporcionan los fabricantes, incluyendo el peso de la propia garra. En modelos de robots industriales, la capacidad de carga de la garra, puede oscilar de entre 205kg. Y 0.9Kg. La capacidad de carga es una de las características que más se tienen en cuenta en la selección de un robot, según la tarea a la que se destine. En soldadura y mecanizado es común precisar capacidades de carga superiores a los 50kg. Exactitud y Repetitividad Las funciones de la exactitud y la repetitividad 1. - La resolución - el uso de sistemas digitales, y otros factores que sólo son un número limitado de posiciones que están disponibles. Así el usuario ajusta a menudo las coordenadas a la posición discreta más cercana La cinemática el error modelado - el modelo de la cinemática del robot no empareja al robot exactamente. Como resultado los cálculos de ángulos de la juntura requeridos contienen un error pequeño Los errores de la calibración - La posición determinada durante la calibración puede estar apagada ligeramente, mientras se está produciendo un error en la posición calculada Los errores del azar - los problemas se levantan conforme el robot opera. Por ejemplo, fricción, torcimiento estructural, la expansión termal, la repercusión negativa / la falla en las transmisiones, etc. pueden causar las variaciones en la posición. La Exactitud de punto: 1. "Cómo el robot consigue al punto deseado" 2. Esto mide la distancia entre la posición especificada, y la posición real del efector de extremo de robot. 3. La Exactitud de punto es más importante al realizar fuera de la línea programando, porque se usan las coordenadas absolutas. Repetitividad: 1. "Cómo el movimiento del robot es a la misma posición como el mismo movimiento hecho antes" 2. Una medida del error o variabilidad al alcanzar repetidamente para una sola posición. 3. Éste sólo es el resultado de errores del azar 4. La repetitividad de punto es a menudo más pequeña que la exactitud.

3 La Resolución de punto está basada en un número limitado de puntos que el robot puede alcanzar para éstos se muestran aquí como los puntos negros. Estos puntos están típicamente separados por un milímetro o menos, dependiendo del tipo de robot. Esto es más complicado por el hecho que el usuario podría pedir una posición como 456.4mm, y el sistema sólo puede mover al milímetro más cercano, 456mm, éste es el error de exactitud de 0.4mm. En una situación mecánica perfecta la exactitud y la resolución del mando se determinarían continuación: La Cinemática de punto y errores de la calibración son básicamente el cambio en los puntos en el espacio de trabajo que produce un error `E. Típicamente las característica técnicas del vendedor asumen esa calibración y los errores modelados son cero.

4 Los puntos al azar son errores que impedirán al robot volver a la misma situación exacta cada tiempo, y esto puede mostrarse con una distribución de probabilidad sobre cada punto.

5 Puntos en que los cálculos fundamentales son: Precisión en la repetitividad. Esta magnitud establece el grado de exactitud en la repetición de los movimientos de un manipulador al realizar una tarea programada. Dependiendo del trabajo que se deba realizar, la precisión en la repetitividad de los movimientos es mayor o menor. Así por ejemplo, en labores de ensamblaje de piezas, dicha característica ha de ser menor a +-0.1mm. En soldadura, pintura y manipulación de piezas, la precisión en la repetitividad está comprendida entre 1 y 3mm y en las operaciones de mecanizado, la precisión ha de ser menor de 1mm. - La Resolución del mando La resolución espacial es el incremento más pequeño de movimiento en que el robot puede dividir su volumen de trabajo. La resolución espacial depende de dos factores: los sistemas que controlan la resolución y los robots las inexactitudes mecánicas. Es más fácil de conceptuar estos factores por lo que se refiere a un robot con 1 grado de libertad. Control de la resolución - es determinado por el sistema de mando de posición del robot y su sistema de medida de regeneración. Es la habilidad de los controladores de dividir el rango total de movimiento para la juntura particular en incrementos individuales que pueden dirigirse en el controlador. Los incrementos a veces son llamados "el direccionamiento parte." La habilidad de dividir el rango de la juntura en los incrementos depende de la capacidad de almacenamiento en la memoria de mando. El número de incrementos separados, identificables (el direccionamiento apunta) para un eje particular es: Numero de incrementos = 2(exp) n.

6 Por ejemplo - Un robot con 8 la resolución de mando de extremo puede dividir un rango del movimiento en 256 posiciones discretas. La resolución del mando es sobre (el rango de movimiento) /256. Los incrementos casi siempre son uniformes e igual. Si las inexactitudes mecánicas son despreciables, la Exactitud = el Mando Resolución/2 Velocidad. En muchas ocasiones, una velocidad de trabajo elevada, aumenta extraordinariamente el rendimiento del robot, por lo que esta magnitud se valora considerablemente en la elección del mismo. En tareas de soldadura y manipulación de piezas es muy aconsejable que la velocidad de trabajo sea alta. En pintura, mecanizado y ensamblaje, la velocidad debe ser media e incluso baja. Coordenadas de los movimientos. La estructura del manipulador y la relación entre sus elementos proporcionan una configuración mecánica, que da origen al establecimiento de los parámetros que hay que conocer para definir la posición y orientación del elemento terminal. Fundamentalmente, existen cuatro estructuras clásicas en los manipuladores, que se relacionan con los correspondientes modelos de coordenadas, en el espacio y que se citan a continuación: -Cartesianas. -Cilíndricas. -Polares. -Angulares. - Los Brazos de Robot Los tipos de la juntura Típicos son:

7 1. Rotación, junturas rotatorias a menudo manejadas por los motores eléctricos y cadena / el cinturón / las transmisiones del motor, o por los cilindros hidráulicos y palancas. 2. Prismático - junturas del deslizador en que el eslabón se apoya en un deslizador llevar lineal, y linealmente actúa por los tornillos de la pelota y motores o cilindros. Las configuraciones Básicas son:

8 1. Cartesiano / Rectilíneo -El posicionando se hace en el espacio de trabajo con las junturas prismáticas. Esta configuración se usa bien cuando un espacio de trabajo es grande y debe cubrirse, o cuando la exactitud consiste en la espera del robot. 2. Cilíndrico - El robot tiene un movimiento de rotación sobre una base, una juntura prismática para la altura, y una juntura prismática para el radio. Este robot satisface bien a los espacios de trabajo redondos. 3. Esférico - Dos junturas de rotación y una juntura prismática permiten al robot apuntar en muchas direcciones, y entonces extiende la mano a un poco de distancia radial. 4. Articulado / Articulado Esférico / Rotación - El robot usa 3 junturas de rotación para posicionar el robot. Generalmente el volumen de trabajo es esférico. Estos tipos de robots, la mayoría se parecen al brazo humano, con una cintura, el hombro, el codo, la muñeca. 5. Scara (el Brazo de Complacencia Selectivo para el ensamble) - Este robot conforma a las coordenadas cilíndricas, pero el radio y la rotación se obtiene por uno o dos eslabones del plana con las junturas de rotación.

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10 Tipo de actuadores. Los elementos motrices que generan el movimiento de las articulaciones pueden ser, según la energía que consuman, de tipo hidráulico, neumático o eléctrico. Los actuadores de tipo hidráulico se destinan a tareas que requieren una gran potencia y grandes capacidades de carga. Dado el tipo de energía que emplean, se construyen con mecánica de precisión y su coste es elevado. Los robots hidráulicos, se diseñan formando un conjunto compacto la central hidráulica, la cabina electrónica de control y el brazo del manipulador. La energía neumática dota a sus actuadores de una gran velocidad de respuesta, junto a un bajo coste, pero su empleo está siendo sustituido por elementos eléctricos. Los motores eléctricos, que cubren la gama de media y baja potencia, acaparan el campo de la Robótica, por su gran precisión en el control de su movimiento y las ventajas inherentes a la energía eléctrica que consumen.

11 Programabilidad. La inclusión del controlador de tipo microelectrónica en los robots industriales, permite la programación del robot de muy diversas formas. Programación del espacio de trabajo. En general, los modernos sistemas de robots admiten la programación manual, mediante un modulo de programación. La programación gestual y textual, controlan diversos aspectos del funcionamiento del manipulador: -Control de la velocidad y la aceleración. -Saltos de programa condicionales. -Temporizaciones y pausas. -Edición, modificación, depuración y ampliación de programas. -Funciones de seguridad. -Funciones de sincronización con otras maquinas. -Uso de lenguajes específicos de Robótica.