MORFOLOGÍA DEL ROBOT Estructura Mecánica Transmisiones y Reducciones Elementos Motores Sensores Internos Elementos Terminales Introducción a la Robótica. Morfología 1
Estructura mecánica de un robot Introducción a la Robótica. Morfología 2
Caracterización del manipulador El manipulador adopta una estructura de cadena cinemática abierta, en la que: Eslabones: son los elementos rígidos, interrelacionados mediante Articulaciones: que permiten el movimiento relativo entre los sucesivos eslabones. Generalmente un extremo de la cadena es fijo (base) y el otro es libre, en el cual se sitúa un elemento de trabajo. Introducción a la Robótica. Morfología 3
Caracterización de los eslabones Generalmente, cualquier elemento de la cadena o eslabón queda caracterizado por: Longitud (a n ): distancia entre los ejes de las articulaciones en las que finaliza el eslabón. Torsión (α n ): ángulo que, en un plano perpendicular a a n,existe entre ambos ejes. Introducción a la Robótica. Morfología 4
Caracterización de las articulaciones La posición relativa entre dos eslabones consecutivos se referencia mediante: Distancia entre elementos (d n ): distancia entre las normales al eje de la articulación que quedan definidas por a n-1 y a n. Ángulo entre eslabones (Θ n ): ángulo entre estas normales, medido en un plano perpendicular al eje. Introducción a la Robótica. Morfología 5
Tipos de articulaciones Planar (2 GDL) Introducción a la Robótica. Morfología 6
Grados de libertad Cada uno de los movimientos independientes que una articulación permite efectuar entre dos eslabones de la cadena, confiere un grado de libertad a la estructura formada. El número de grados de libertad de la estructura viene determinado por la suma de los grados de libertad de cada una de las articulaciones. El número total de grados de libertad requerido puede completarse por medio de la muñeca: articulación o conjunto de articulaciones que enlazan el elemento terminal con el elemento de trabajo. Introducción a la Robótica. Morfología 7
Estructura mecánica: Configuraciones Introducción a la Robótica. Morfología 8
Configuración cartesiana Tiene una estructura PPP. La especificación de un punto del espacio se efectúa mediante coordenadas cartesianas (x, y, z). La precisión es uniforme en todo el espacio operativo. Especialmente apta para seguir una trayectoria previamente especificada. Construcción rígida: la distribución de cargas no presenta problemas especiales. No resulta adecuada para acceder a puntos situados en espacios cerrados. Ejemplos: ABB 840, AMERICAN ROBOT, MOTOMAN TSG, SANKYO CCR. Sistema de coordenadas Espacio de trabajo Introducción a la Robótica. Morfología 9
Configuración cartesiana (Ejemplos I) ABB 840 AMERICAN ROBOT Gantry 3000 SEIKO XM-3000 Introducción a la Robótica. Morfología 10
Configuración cartesiana (Ejemplos II) SANKYO CCR M10, M12, M14, M30 MOTOMAN TSG Introducción a la Robótica. Morfología 11
Configuración cartesiana (Ejemplos III) VENTAX VMR-3, SE Introducción a la Robótica. Morfología 12
Configuración cilíndrica Tiene una estructura RPP o PRP. La posición del punto del espacio se realiza mediante coordenadas cilíndricas (α, ρ, z). Ofrecen ventajas cuando la tarea a desarrollar o las máquinas servidas se encuentran situadas radialmente al robot. Algunos ejemplos: SEIKO RT3300, YAMAHA YP330A, ZYMARK SMS. Sistema de coordenadas Espacio de trabajo Introducción a la Robótica. Morfología 13
Configuración cilíndrica (Ejemplos) SEIKO RT3300 YAMAHA YP330A ZYMARK SMS Introducción a la Robótica. Morfología 14
Configuración polar o esférica Tiene una estructura RRP. La posición del punto del espacio se realiza mediante coordenadas esféricas (α, β, ρ). Configuración utilizada por los primeros robots. Algunos ejemplos: UNIMATE 1000 y 2000, COAMU 6000, FANUC M1. Sistema de coordenadas Espacio de trabajo Introducción a la Robótica. Morfología 15
Configuración polar o esférica (Ejemplos) UNIMATE 1000 FANUC M1 UNIMATE 5000 Introducción a la Robótica. Morfología 16
Configuración angular o antropomórfica Tiene una estructura RRR. La posición del punto del espacio se fija con coordenadas angulares (α, β, γ). Son más fáciles de construir. Soluciona, en cierta forma, el acceso a espacios cerrados. Obliga a un esfuerzo suplementario en el sistema de control para el seguimiento de trayectorias rectilíneas. Algunos ejemplos: ABB 1400, 6400; FANUC M6, CR-100; KAWASAKI FS02, UD; MITSUBISHI RV-E4; MOTOMAN SK-45; STAÜBLI RX-170. Sistema de coordenadas Espacio de trabajo Introducción a la Robótica. Morfología 17
Configuración angular (Ejemplos I) ABB 1400, 6400 MOTOMAN SK-45 Introducción a la Robótica. Morfología 18
Configuración angular (Ejemplos II) KAWASAKI FS02, UD STAÜBLI RX-170 Introducción a la Robótica. Morfología 19
Configuración angular (Ejemplos III) MITSUBISHI RV-E4 FANUC M6, CR-100 Introducción a la Robótica. Morfología 20
Configuración SCARA Tiene una estructura RPR o PRR. Especialmente desarrollado para realizar tareas de ensamblado electrónico, y en general, de manipulación vertical. La mayoría de fabricantes incluyen este tipo en su oferta. Algunos ejemplos: ADEPT A3; SANKYO SR8437; SEYKO TT8550; YAMAKA K-II, Z-II, YK740A. Sistema de coordenadas Espacio de trabajo Introducción a la Robótica. Morfología 21
Configuración SCARA (Ejemplos I) ADEPT A3 SANKYO SR8437 SEYKO TT8550 Introducción a la Robótica. Morfología 22
Configuración SCARA (Ejemplos II) YAMAKA K-II, Z-II, YK740A Introducción a la Robótica. Morfología 23
Configuración paralela El elemento terminal se encuentra conectado a la base por al menos dos cadenas cinemáticas independientes. Inicialmente utilizada en los simuladores de vuelo. La carga se reparte entre los eslabones. La rigidez de los eslabones asegura mayor precisión de posicionamiento Bajo coste y montaje preciso. Algunos ejemplos: ABB 340; DEMAUREX Delta; FANUC F100; NEOS TR600, TM805; PATHFINDERS Hexvantage; POLYTEC Hexapod; Espacio de trabajo Introducción a la Robótica. Morfología 24
Configuración paralela (Ejemplos I) DEMAUREX Delta Introducción a la Robótica. Morfología 25
Configuración paralela (Ejemplos II) NEOS TR600, TM805 ABB 340 Introducción a la Robótica. Morfología 26
Configuración paralela (Ejemplos III) PATHFINDERS Hexvantage FANUC F100 POLYTEC Hexapod Introducción a la Robótica. Morfología 27