Robotica Integrada a La Manufactura - CIM

Ing. Miguel Gutierrez Ayquipa

Robtica Integrada

a la Manufactura

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Ing. Miguel Gutierrez Ayquipa 2

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)


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


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.


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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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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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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SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic Assembly) Este robot conforma a las coordenadas cilndricas.

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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


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


Especificaciones Tcnicas


Ejemplo de una celda de manufactura


Controlador CR1

Es el cerebro del robot aqu se controla y comunica con los diferentes sistemas de una celda de manufactura


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


Teaching Box

Boton de paro de Emergencia

Botn de hombre muerto Death men parte trasera

Llave de seleccin Auto y Manual

Servos ON


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


Modelos de Robots Articulados y SCARA


Comunicaciones ETHERNET o redes Industriales CC-LINK

CONTROL POR

RED LAN O INTERNET


REDES INTERACTUANDO Y SUPERVISION


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


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.


Aplicaciones

Industria Farmacutica en el empaquetado de vacunas y medicina


Aplicaciones

Armando de productos y ensamblaje en industria maquiladora


Aplicaciones

Soldando estructuras en industria metal- mecnica y de automviles


Aplicaciones

Pintando las carroceras de automoviles


Aplicaciones

Paletizado de productos (bolsas o cajas) en

diversas industrias.

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Robots tipo SCARA

Especiales para operaciones de Pic and Place


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


Corte de laminas con LASER o Chorro de Agua


Controlar el robot es fcil!


Fin

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