ROBOTICA INDUSTRIAL

DIPLOMADO INTERNACIONAL EN AUTOMATIZACION DE PROCESOS INDUSTRIALES

MODULO V

ROBOTICA INDUSTRIAL Mg. José Antonio Velásquez C.

TEMARIO ƒ

Introducción

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Definición de robot

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Características morfológicas del robot

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Configuraciones básicas del robot

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Coordenadas del robot

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Sensores y Actuadores

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Manipuladores o efectores finales

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Aplicaciones industriales

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Robots en el Laboratorio CIM Docente URP: Mg. Ing. José Antonio Velásquez C.

INTRODUCCION Los robots siempre han formado parte de nuestra imaginación. No es raro encontrarnos frente a un televisor o a una pantalla de cine y poder apreciarlos. Existen diversidad de tipos de Robots, los cuales son usados como: •Exploradores en el fondo marino •Robots cirujanos •Protagonistas de cine •Entretenimiento •Robots Industriales, etc.

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INTRODUCCION Exploradores en el fondo marino

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INTRODUCCION Robots cirujanos

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INTRODUCCION

Protagonistas de cine

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INTRODUCCION Entretenimiento

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INTRODUCCION Robótica aplicada a la Industria

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QUE ES UN ROBOT ? De acuerdo al Instituto de Robotica de America (1979) un robot es: ”Un manipulador multifuncional y reprogramable diseñado para mover materiales, partes, herramientas o dispositivos especiales a travez de varias secuencias de programas para la ejecución de una variedad de tareas”.. Una definicion mas inspirada puede ser encontrada en Webster, el cual menciona que un robot es: ”Un dispositivo automático que permite realizar normalmente funciones atribuidas al ser humano o a maquinas como si las hiciera él mismo" Docente URP: Mg. Ing. José Antonio Velásquez C.

CARACTERISTICAS MORFOLOGICAS ¾Grados de Libertad ¾ Zona de Trabajo y dimensiones del Manipulador ¾Capacidad de Carga ¾Brazo del Robot

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GRADO 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.

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GRADO DE LIBERTAD

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ZONA DE TRABAJO

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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 0.9Kg y 205kg. 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.

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BRAZO DEL ROBOT Los tipos de articulaciones típicas que permiten el movimiento del brazo del robot son: • Articulaciones para movimientos de Rotación • Desplazamiento para movimientos de Traslación, llamados también Prismático o Lineal

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CONFIGURACIONES BASICAS DE UN BRAZO ROBOTICO Cartesiano / Rectilíneo -El movimiento se realiza con articulaciones prismáticas. Esta configuración se emplea principalmente cuando el espacio de trabajo a cubrirse es grande.

X

Z

Y

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CONFIGURACIONES BASICAS DE UN BRAZO ROBOTICO Cilíndrico - El robot tiene un movimiento de rotación sobre una base, una union prismática para la altura y una union prismática para el radio. Esta configuración se emplea principalmente cuando el espacio de trabajo a cubrirse es redondo.

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CONFIGURACIONES BASICAS DE UN BRAZO ROBOTICO Esférico - Para esta configuración se tienen dos uniones de rotación y una union prismática, lo que permite al robot apuntar en muchas direcciones.

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CONFIGURACIONES BASICAS DE UN BRAZO ROBOTICO Articulado / Articulado Esférico / Rotación - En este caso el robot posee 3 uniones de rotación para posicionar el robot. Generalmente el volumen de trabajo es esférico. La configuración de estos tipos de robots ha sido tomado teniendo como modelo al brazo humano (cintura, hombro, codo y muñeca.

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CONFIGURACIONES BASICAS DE UN BRAZO ROBOTICO SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic Assembly) Este robot conforma a las coordenadas cilíndricas.

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COORDENADAS DEL ROBOT Coordenadas XYZ: Es cuando el robot se mueve tomando como referencia la base misma del robot.

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COORDENADAS DEL ROBOT Coordenada de la Herramienta: Es cuando el robot se mueve tomando como referencia el centro de su herramienta.

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COORDENADAS DEL ROBOT Coordenada de union: La posición de cada articulación (cada uno de los ángulos), determinaran la posición del robot.

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SENSORES Para conseguir que un robot realice sus tareas con una precisión adecuada, elevada velocidad e inteligencia, es necesario que conozca su propio estado, así como también el estado de su entorno. La información relacionada con su estado (fundamentalmente la posición de sus articulaciones), la consigue mediante dispositivos denominados sensores internos, mientras que la que se refiere al estado de su entorno, se adquiere con los sensores externos.

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SENSORES Los sensores de presencia se usan como sensores externos, siendo muy sencillos de incorporar al robot por su carácter binario y su costo reducido. 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. Los sensores de presencia se clasifican en:

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ACTUADORES Se clasifican en tres grandes grupos, según la energía que utilizan: •Neumáticos. •Hidráulicos. •Eléctricos.

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ACTUADORES C aracterísticas de los distin tos tip os de a ctu a d ores pa ra rob ots N eu m á tic o

H idráu lico

E léctrico

E n ergia

A ire a p resion (5-10 bar)

A ceite m ineral (5 0 -1 0 0 b a r)

C orriente eléctrica

O pciones

C ilindro s M oto r de p aletas M otor de pistón

C ilind ro s M o tor d e paletas M otor d e p isto n es axiales

C orrien te con tinua C orrien te altern a M otor paso a paso

V en tajas

B arato s R ápidos S encillos R o b u sto s

R áp id o s A lta relación p o ten c ia-pe so A uto lubricantes A lta capacidad de carga E stab ilid ad frente a cargas estáticas

P recisos Fiables Fácil co ntrol S encilla in stalació n S ilencioso s

D esventajas

D ificultad de control con tin u o Instalació n esp ecial (com presor, filtros) R uidoso

D ifícil m an tenim iento Instalación esp ecial(filtros, elim inación aire) Frecuentes fugas C aro s

P otencia lim itada

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MANIPULADOR O EFECTOR FINAL Los efectores finales pueden dividirse en dos categorías: pinzas y herramientas. Las pinzas se utilizan para tomar un objeto (normalmente la pieza de trabajo) y sujetarlo durante el ciclo de trabajo del robot. Una herramienta se utiliza como efector final en aplicaciones en donde se exija al robot realizar alguna operación en la pieza de trabajo. Estas aplicaciones incluyen la soldadura por puntos, la soldadura por arco, la pintura por pulverización y las operaciones de taladro. En cada caso, la herramienta particular esta unida a la muñeca del robot para realizar la operación. Docente URP: Mg. Ing. José Antonio Velásquez C.

MANIPULADOR O EFECTOR FINAL

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APLICACIONES INDUSTRIALES Soldadura:

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APLICACIONES INDUSTRIALES Pintura:

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APLICACIONES INDUSTRIALES Manipuleo:

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APLICACIONES INDUSTRIALES Corte:

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APLICACIONES INDUSTRIALES Montaje:

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APLICACIONES INDUSTRIALES Paletización:

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ROBOTS EN EL LABORATORIO CIM

RV-E3J ¾Robot articulado de tipo vertical ¾Número de grados de libertad: 5 ¾Capacidad de carga: 3 Kg ¾Servomotores de corriente alterna ¾Alcance máximo: 715 mm ¾Velocidad máxima: 3.500 mm/s ¾Repetibilidad: ± 0.04 mm ¾Posibilidades de instalación en suelo, techo y pared ¾Peso: 33 Kg Docente URP: Mg. Ing. José Antonio Velásquez C.

ROBOTS EN EL LABORATORIO CIM

RV-E2 ¾Robot articulado de tipo vertical ¾Número de grados de libertad: 6 ¾Capacidad de carga: 2 Kg ¾Servomotores de corriente alterna ¾Alcance máximo: 706 mm ¾Velocidad máxima: 3.500 mm/s ¾Repetibilidad: ± 0.04 mm ¾Posibilidades de instalación en suelo, techo y pared ¾Peso: 36 Kg Docente URP: Mg. Ing. José Antonio Velásquez C.

LABORATORIO CIM

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ROBOTS EN EL LABORATORIO CIM Brazo de 2 ejes

Brazo de 3 ejes

Robot Soldador

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ROBOTS EN EL LABORATORIO CIM

Robot Manipulador

Robot Ensamblador

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