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Fundamentos y Conceptos de la Robótica
Concepto de grados de libertad. Reseña historica de la robotica. Conceptos de robot y robot industrial.
Cuando escuchamos la palabra Robot, algunas ocasiones pensamos en esas películas que nos han sorprendido por presentarnos Robots que realizan acciones superiores a las capacidades del ser humano.  Quizás los modelos más famosos de robots han sido los creados por George Lucas en su película Stars Wars a quienes conocimos como C3PO y R2D2. y otros como Robocop . Introducción
Sin embargo, la idea que nos presentan las películas se encuentra bastante alejada de la aplicación industrial de los robots, a los cuales se les considera como un tipo de máquinas-herramientas.  El siglo XVIII constituye la época del nacimiento de la robótica industrial. Hace ya más de doscientos años se construyeron unas muñecas mecánicas, del tamaño de un ser humano, que ejecutaban piezas musicales.  Sin duda, hoy se puede afirmar que el desarrollo de las máquinas-herramientas ha sido sumamente acelerado.  El concepto actual de robot industrial no se aplica a aquellas antiguas muñecas sino a lo que aquí aprenderemos es un robot industrial.
Definición de Robot
¿Que es un Robot? ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Conceptos B ásicos
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Conceptos B ásicos
Robots manipuladores [Brazos Robots]. CRS ROBOTICS MECATRÓNICA CRS ROBOTICS
Conceptos B ásicos ,[object Object]
MECATRÓNICA Vehículos autónomos
[object Object],[object Object],Conceptos B ásicos
[object Object],campo de la  robótica industrial   MECATRÓNICA
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],MECATRÓNICA
Un robot es ... ,[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Un robot es ...
Robot Industrial
Definición de Robot Industrial Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad capaz de manipular materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales según trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.  [ISO]
Otra Definición de Robot Industrial Mikell Groover , en su libro  Automation, Production Systems and Computer Integrated Manufacturing , define al robot industrial como  "...una máquina programable, de propósito general, que posee ciertas características antropomórficas, es decir, con características basadas en la figura humana..."
Cabe destacar que la característica antropomórfica más común en nuestros días es la de un brazo mecánico, el cual realiza diversas tareas industriales.
Definición de Manipulador Mecanismo formado generalmente por elementos en serie, articulados entre si, destinado al agarre y desplazamiento de objetos. Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por un operador humano o mediante dispositivo logico.
Tipos de Robots ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Robots manipuladores  [Brazo Robot] Los robots manipuladores son, esencialmente, brazos articulados. Un manipulador industrial convencional es una cadena cinemática abierta formada  por un conjunto de eslabones interrelacionados mediante articulaciones. Las articulaciones permiten el movimiento relativo entre los sucesivos eslabones. Cadena cinemática abierta. C 0 C 1 C n
Brazo Robots CRS ROBOTICS
 
Robot industrial KUKA KR1000 Titan.
Video fordsaarlois
Robots Móviles El desarrollo de los robots móviles responde a la necesidad de extender el campo de aplicación de la Robótica, tratando incrementar la autonomía y  limitar todo lo posible la intervención humana.
 
Robots “híbridos” Móviles con manipulación.
Vehículos autónomos Los vehículos con ruedas son la solución mas simple y eficiente para conseguir la movilidad suficientemente duros y libres de obstáculos, permitiendo conseguir velocidades relativamente altas. La locomoción mediante ruedas es poco eficiente en terrenos blandos. NAVLAB 2 obteniendo una velocidad máxima de 32km/h (NavLAB 1) pasando a 88 km/h (NavLAB 2) y finalmente el importante logro de la “Expedición sin manos” realizada en 1996 por el NavLAB 5 que procesa la información bajo el principio de Redes Neuronales manejando automáticamente el 98,8% del recorrido realizado por la ruta entre Washington y California.
Boss  un vehículo-robot, Chevrolet 4x4, completó un recorrido urbano de 100 km en 6 horas por un pueblo fantasma de California. En el segundo y tercer puesto se situaron un Volkswagen Passat modificado y un 4x4 de Ford respectivamente.
 
Robots caminantes ,[object Object],Permiten aislar el cuerpo del terreno empleando unicamente puntos de soporte para mantener la estabilidad y pasar sobre obstaculos. ,[object Object],A dvanced  S tep in  I nnovative  Mo bility http://www.honda.co.jp/ASIMO/technology/history/
Grados de libertad
Sin duda, una de las principales características que definen a los robots lo constituye los  "grados de libertad"  que posea. Hablar de  "grados de libertad"  equivale a decir número y tipo de movimientos del manipulador.  Observando los movimientos del brazo y de la muñeca, podemos determinar el número de grados de libertad que presenta un robot.  Generalmente, tanto en el brazo como en la muñeca, se encuentra una variación que va desde uno hasta los tres grados de libertad.
A la muñeca de un manipulador le corresponden los siguientes movimientos o grados de libertad: giro (hand rotate), elevación (wrist flex) y desviación   (wrist rotate)  como  se  muestra  enseguida. Cabe hacer notar que existen muñecas que no pueden realizar los tres tipos de movimiento.
Júpiter Amatrol Las muñecas, del robot  Júpiter , muestran únicamente un grado de libertad de giro. Robot Scara
la muñeca del robot MoveMaster Mitsubishi está diseñada para realizar movimientos de giro y de elevación. Es decir, presenta dos grados de libertad. MoveMaster Mitsubishi
Definicion Cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulacion con respecto al anterior , se denomina grados de libertad ( GDL ). El numero de grados de libertad con que cuenta un robot determina la accesibilidad de este y su capacidad para orientar su herramienta terminal. Es relativamente frecuente que el numero de  GDL  de los robots comerciales coincida con el numero de articulaciones, es decir, que cada articulación representa un  GDL .
La elección del numero de  GDL  necesarios viene determinada por el tipo de aplicación.  En general hay que considerar que el aumento del numero de  GDL  va  aparejado con un considerado aumento en el costo del robot. Video

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1 fundamentos y conceptos de la robotica

  • 1. Fundamentos y Conceptos de la Robótica
  • 2. Concepto de grados de libertad. Reseña historica de la robotica. Conceptos de robot y robot industrial.
  • 3. Cuando escuchamos la palabra Robot, algunas ocasiones pensamos en esas películas que nos han sorprendido por presentarnos Robots que realizan acciones superiores a las capacidades del ser humano. Quizás los modelos más famosos de robots han sido los creados por George Lucas en su película Stars Wars a quienes conocimos como C3PO y R2D2. y otros como Robocop . Introducción
  • 4. Sin embargo, la idea que nos presentan las películas se encuentra bastante alejada de la aplicación industrial de los robots, a los cuales se les considera como un tipo de máquinas-herramientas. El siglo XVIII constituye la época del nacimiento de la robótica industrial. Hace ya más de doscientos años se construyeron unas muñecas mecánicas, del tamaño de un ser humano, que ejecutaban piezas musicales. Sin duda, hoy se puede afirmar que el desarrollo de las máquinas-herramientas ha sido sumamente acelerado. El concepto actual de robot industrial no se aplica a aquellas antiguas muñecas sino a lo que aquí aprenderemos es un robot industrial.
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  • 8. Robots manipuladores [Brazos Robots]. CRS ROBOTICS MECATRÓNICA CRS ROBOTICS
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  • 17. Definición de Robot Industrial Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad capaz de manipular materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales según trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas. [ISO]
  • 18. Otra Definición de Robot Industrial Mikell Groover , en su libro Automation, Production Systems and Computer Integrated Manufacturing , define al robot industrial como "...una máquina programable, de propósito general, que posee ciertas características antropomórficas, es decir, con características basadas en la figura humana..."
  • 19. Cabe destacar que la característica antropomórfica más común en nuestros días es la de un brazo mecánico, el cual realiza diversas tareas industriales.
  • 20. Definición de Manipulador Mecanismo formado generalmente por elementos en serie, articulados entre si, destinado al agarre y desplazamiento de objetos. Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por un operador humano o mediante dispositivo logico.
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  • 22. Robots manipuladores [Brazo Robot] Los robots manipuladores son, esencialmente, brazos articulados. Un manipulador industrial convencional es una cadena cinemática abierta formada por un conjunto de eslabones interrelacionados mediante articulaciones. Las articulaciones permiten el movimiento relativo entre los sucesivos eslabones. Cadena cinemática abierta. C 0 C 1 C n
  • 23. Brazo Robots CRS ROBOTICS
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  • 25. Robot industrial KUKA KR1000 Titan.
  • 27. Robots Móviles El desarrollo de los robots móviles responde a la necesidad de extender el campo de aplicación de la Robótica, tratando incrementar la autonomía y limitar todo lo posible la intervención humana.
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  • 29. Robots “híbridos” Móviles con manipulación.
  • 30. Vehículos autónomos Los vehículos con ruedas son la solución mas simple y eficiente para conseguir la movilidad suficientemente duros y libres de obstáculos, permitiendo conseguir velocidades relativamente altas. La locomoción mediante ruedas es poco eficiente en terrenos blandos. NAVLAB 2 obteniendo una velocidad máxima de 32km/h (NavLAB 1) pasando a 88 km/h (NavLAB 2) y finalmente el importante logro de la “Expedición sin manos” realizada en 1996 por el NavLAB 5 que procesa la información bajo el principio de Redes Neuronales manejando automáticamente el 98,8% del recorrido realizado por la ruta entre Washington y California.
  • 31. Boss un vehículo-robot, Chevrolet 4x4, completó un recorrido urbano de 100 km en 6 horas por un pueblo fantasma de California. En el segundo y tercer puesto se situaron un Volkswagen Passat modificado y un 4x4 de Ford respectivamente.
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  • 35. Sin duda, una de las principales características que definen a los robots lo constituye los "grados de libertad" que posea. Hablar de "grados de libertad" equivale a decir número y tipo de movimientos del manipulador. Observando los movimientos del brazo y de la muñeca, podemos determinar el número de grados de libertad que presenta un robot. Generalmente, tanto en el brazo como en la muñeca, se encuentra una variación que va desde uno hasta los tres grados de libertad.
  • 36. A la muñeca de un manipulador le corresponden los siguientes movimientos o grados de libertad: giro (hand rotate), elevación (wrist flex) y desviación (wrist rotate) como se muestra enseguida. Cabe hacer notar que existen muñecas que no pueden realizar los tres tipos de movimiento.
  • 37. Júpiter Amatrol Las muñecas, del robot Júpiter , muestran únicamente un grado de libertad de giro. Robot Scara
  • 38. la muñeca del robot MoveMaster Mitsubishi está diseñada para realizar movimientos de giro y de elevación. Es decir, presenta dos grados de libertad. MoveMaster Mitsubishi
  • 39. Definicion Cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulacion con respecto al anterior , se denomina grados de libertad ( GDL ). El numero de grados de libertad con que cuenta un robot determina la accesibilidad de este y su capacidad para orientar su herramienta terminal. Es relativamente frecuente que el numero de GDL de los robots comerciales coincida con el numero de articulaciones, es decir, que cada articulación representa un GDL .
  • 40. La elección del numero de GDL necesarios viene determinada por el tipo de aplicación. En general hay que considerar que el aumento del numero de GDL va aparejado con un considerado aumento en el costo del robot. Video

Notas del editor

  1. Robots manipuladores [Brazo Robot] Los robots manipuladores son, esencialmente, brazos articulados. Un manipulador industrial convencional es una cadena cinemática abierta formada por un conjunto de eslabones interrelacionados mediante articulaciones. Las articulaciones permiten el movimiento relativo entre los sucesivos eslabones. Cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulacion con respecto al anterior , se denomina grados de libertad ( GDL ). El numero de grados de libertad con que cuenta un robot determina la accesibilidad de este y su capacidad para orientar su herramienta terminal. Es relativamente frecuente que el numero de GDL de los robots comerciales coincida con el numero de articulaciones, es decir, que cada articulacion representa un GDL .
  2. Manipulador en japon robot En eua y europa le pide mas al robot mayor control.
  3. Cadena cinemática (Fig. 1.1). Conjunto o subconjunto de miembros de un mecanismo enlazados entre si. Por ejemplo, la cadena de transmision de un vehiculo, el mecanismo piston-biela-manivela, etc. Los miembros de una cadena cinematica se denominan eslabones. – Cadena cerrada o anillo. Cadena cinematica tal que cada uno sus miembros esta enlazado nada mas con dos miembros de la misma cadena. – Cadena abierta. Cadena cinematica que no tiene ningun anillo.
  4. Son necesarios solo 6 gdl para poder posicionar y orientar el robot en su espacio. Si tiene mas gdl será redundante