Ing. Miguel Gutierrez Ayquipa
Robtica Integrada
a la Manufactura
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Qu es un robot?
Robot: trmino acuado por Karel Capek en Rossums Universal Robots (1921).
Robota, palabra eslava que significa trabajo de manera forzada. Una mquina programable (computador) con capacidad de
movimiento y de accin.
Diccionario RAE: Mquina o ingenio electrnico programable, capaz de manipular objetos y realizar operaciones antes reservadas slo a las personas.
Tipos de robots: En funcin del medio:
Terrestres (vehculos, robots con patas, manipuladores industriales) Areos (dirigibles) Acuticos (nadadores, submarinos) Hbridos (trepadores)
En funcin del control del movimiento: Autnomos Teleoperados.
Otras clasificaciones (ms adelante)
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Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de
libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas.
El robot industrial posee ciertas caractersticas antropomrficas,
la ms comn es de un brazo mecnico.
Robot Industrial
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Para qu sirven los robots?
Reproducir ciertas capacidades de los organismos vivos.
Robots mviles: exploracin, transporte.
Robots fijos: asistencia mdica, automatizacin de procesos industriales.
Otros: control de prtesis, entretenimiento.
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Para qu sirven los robots?
Reproducir ciertas capacidades de los organismos vivos.
Robots mviles: exploracin, transporte.
Robots fijos: asistencia mdica, automatizacin de procesos industriales.
Otros: control de prtesis, entretenimiento.
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Morfologa de un Robot
Cartesiano: El movimiento se realiza con articulaciones prismticas. Esta configuracin se emplea principalmente
cuando el espacio de trabajo a cubrirse es grande.
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Morfologa de un Robot
Cilndrico: El robot tiene un movimiento de rotacin sobre una base, una unin prismtica para la altura y una unin
prismtica para el radio. Esta configuracin se emplea
principalmente cuando el espacio de trabajo a cubrirse es
redondo.
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Morfologa de un Robot
Esfrico: Para esta configuracin se tienen dos uniones de rotacin y una unin prismtica, lo que permite al robot
apuntar en muchas direcciones.
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Morfologa de un Robot
SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic Assembly) Este robot conforma a las coordenadas cilndricas.
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Morfologa de un Robot
Articulado: posee 3 uniones de rotacin para posicionar el
robot. Generalmente el volumen
de trabajo es esfrico. La
configuracin de estos tipos de
robots ha sido tomado teniendo
como modelo al brazo humano
(cintura, hombro, codo y
mueca.
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Robots Articulados
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Clasificacin de los Robots
Grados de libertad.
Fuentes de energa.
Generaciones.
Nivel de inteligencia.
Nivel de Control.
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Clasificacin por Grados de Libertad
Esta definido por el numero de articulaciones en las que se puede mover el robot sin contar el movimiento propio de la pinza de sujecin
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Clasificacin por Fuente de Energa
Neumtico
Hidrulico
Elctrico
Motor de Combustin
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Clasificacin por Niveles de Inteligencia
Dispositivos de manejo manual controlados por una persona.
Robots de secuencia fija.
Robots de secuencia variable, donde el operador modifica la secuencia con anterioridad.
Robots de repeticin.
Robots controlados numricamente, en donde el operador le proporciona un programa de movimientos.
Robots inteligentes, los cuales pueden entender e interactuar con cambios en el medio ambiente.
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Clasificacin por Niveles de Control
Nivel de inteligencia artificial: el programa acepta una orden como levanta un engrane y la desglosa en una
secuencia de ordenes de bajo nivel basadas en un modelo
estratgico de una tarea.
Nivel de modo de control: los movimientos del sistema son modelados, incluyendo las interacciones dinmicas
entre los diferentes mecanismos, trayectorias planeadas y
puntos seleccionados.
Nivel de servo control: los actuadores controlan los parmetros del mecanismo usando retroalimentacin de
sensores internos.
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ACTUADOR FINAL
El actuador final representa la
herramienta especial
que permite al robot de
uso general realizar una
aplicacin particular, y
debe disearse
especficamente para
dicha aplicacin.
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Actuadores Neumticos
Ventajas
Alta velocidad.
Fuente de energa comn en la industria.
No se utilizan fluidos.
Desventajas
La comprensibilidad del aire limita aspectos de
control y precisin.
Ruido en los escapes.
Secado y filtrado del aire necesario.
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Actuadores Hidrulicos
Ventajas
Alta razn de potencia de peso.
Muy buen servo control puede ser alcanzado.
Velocidades moderadas, respuesta rpida.
Desventajas
Son caros.
Problemas de mantenimiento con
sellado puede causar
perdidas.
Necesitan una fuente remota de energa la cual
ocupa espacio de piso.
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Actuadores Elctricos
Ventajas
Son rpidos y precisos.
Es posible aplicar sofisticadas tcnicas de
control al movimiento.
Precios relativamente bajos.
Desventajas
Problemas con el sobrecalentamiento.
Son necesarios frenos para fijarlo en una
posicin.
La energa elctrica puede ser considerada
como flamable.
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Limitaciones de un Robot
Un robot es ciego.
Un robot ciego es sensible a variacin
en el producto, el
proceso y las
tolerancias del
producto.
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Desventajas del Trabajo Robotizado
El costo de un robot permanece constante con baja reduccin.
Requieren gran capital al instalarse que se deprecia con los aos vs el recurso humano
que cuesta el tiempo trabajando.
Un robot se debe justificar econmicamente.
El RRHH puede sentirse amenazado por el desempleo.
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Justificacin de un Robot
Aumentar Utilidades.
Efectuar tareas imposibles para un humano.
Realizar tareas que son muy peligrosas.
Aumentar y mejorar la calidad.
Los robots deben ser costeables y ahorrarle dinero a la compaa.
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Espacio de trabajo
rea donde el robot puede alcanzar objetos para manipularlos o interactuar con ellos
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Especificaciones Tcnicas
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Ejemplo de una celda de manufactura
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Controlador CR1
Es el cerebro del robot aqu se controla y comunica con los diferentes sistemas de una celda de manufactura
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Controladoras y Teaching Box
Prcticamente es el cerebro del robot consta de 2 microprocesadores trabajando en paralelo uno controla los movimientos, posicin y control de los motores otro se encarga del programa y las comunicaciones en cada CRXX, el Teaching Box es donde se manipula manualmente el robot para ensearle las coordenadas donde har sus movimientos
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Teaching Box
Boton de paro de Emergencia
Botn de hombre muerto Death men parte trasera
Llave de seleccin Auto y Manual
Servos ON
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Conexiones Elctricas y Neumticas
Estas conexiones existen por adentro del robot ya que si se encuentran por fuera estas podran enredarse con los movimientos propios del robot en operacin
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Modelos de Robots Articulados y SCARA
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Comunicaciones ETHERNET o redes Industriales CC-LINK
CONTROL POR
RED LAN O INTERNET
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REDES INTERACTUANDO Y SUPERVISION
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SEGURIDAD
En muchas empresas a los robots se les delimita su rea de operacin por canceles esto se hace por seguridad ya que si alguien entra estos se desactivan mandando una alarma para no poner en peligro a los trabajadores
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Programacin de trayectorias
Cuando se programan trayectorias se ubican generalmente
Posicin de HOME: Generalmente es la posicin de privilegio en donde el efector final (Pinza en este caso) tiene acceso a las dems posiciones asegurndonos de que no existan colisiones en el entorno.
Posicin de Acercamiento: Se ubica a poca distancia del objeto y a partir de esa posicin se programan movimientos suaves y finos para llegar a la posicin de agarre.
Posicin de Agarre: es la coordenada en donde se ubica el objeto para su sujecin o agarre para manipularlo trasladarlo etc.
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Aplicaciones
Industria Farmacutica en el empaquetado de vacunas y medicina
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Aplicaciones
Armando de productos y ensamblaje en industria maquiladora
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Aplicaciones
Soldando estructuras en industria metal- mecnica y de automviles
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Aplicaciones
Pintando las carroceras de automoviles
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Aplicaciones
Paletizado de productos (bolsas o cajas) en
diversas industrias.
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Robots tipo SCARA
Especiales para operaciones de Pic and Place
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Dada que su estructura permite trabajar muy favorablemente sobre superficies utilizado en industria electrnica para armar componentes electrnicos dentro de las tarjetas de circuitos impresos.
Robots tipo SCARA
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Corte de laminas con LASER o Chorro de Agua
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Controlar el robot es fcil!
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Fin
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