Título: PRESENTACIÓN MULTIMEDIA – Temas de Tecnología – 4º curso – ENSEÑANZA SECUNDARIA OBLIGATORIA. Autor: José Prudencio Acuña Pérez. Editor: José Prudencio Acuña Pérez. I.S.B.N. 84-689-3720-7 Deposito Legal: H-243-2005

CONTROL Y ROBÓTICA. 1. PRESENTACIÓN 2. ARQUITECTURA DEL ROBOT 3. TIPOS DE SENSORES 4. REALIMENTACIÓN EN SISTEMAS DE CONTROL 5. ROBOTS INDUSTRIALES 6. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

ROBOT LEYES DE LA ROBÓTICA. Máquina controlada por ordenador y programada para moverse, manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. ROBOT Aparato automático que realiza funciones normalmente ejecutadas por los hombres. LEYES DE LA ROBÓTICA. Isaac Asimov. 1941 Un robot no puede herir a un ser humano, ni por inacción dejar que un ser humano sufra daño. Un robot debe obedecer las órdenes impartidas por los seres humanos, salvo si viola la primera ley. Un robot debe salvaguardar su existencia, salvo cuando ésta contravenga las dos leyes anteriores.

ROBÓTICA Actualmente Futuro Rama de la tecnología. Utiliza autómatas y robots Sustituye al hombre en tareas ingratas y peligrosas Actualmente Futuro Complejidad Complejidad BIÓNICA: fabricación de materiales y sistemas automáticos que sustituyan los tejidos y huesos en el ser humano. Aparatos que realizan tareas de forma automática: lavadoras, sistemas ABS, pilotos automáticos, etc. DOMÓTICA: casa inteligente NANOROBÓTICA: Miniaturización de circuitos y dispositivos mecánicos a tamaño molecular. Fusión de electrónica, mecánica y biotecnología. INTELIGENCIA ARTIFICIAL: Los robots se programan a si mismos. Aprenden de su propia experiencia. Un robot debe salvaguardar su existencia, salvo cuando ésta contravenga las dos leyes anteriores.

Percepción del entorno. gracias a los SENSORES LA ROBÓTICA Utiliza ROBOTS Cuya acción tiene varias fases: Posición. Velocidad. Fuerza. Contacto. Presencia. Percepción del entorno. gracias a los SENSORES Procesado e interpretación de datos. Ejecución de la acción. Almacenamiento, carga y descarga. Inspección de lugares inaccesibles. Manipulación de residuos toxico o peligrosos. Manipulación en la industria alimentaría. Operaciones de mecanización. Se utiliza en la INDUSTRIA con diversas aplicaciones con robots de diversos tipos Secuénciales. Computerizados. Inteligentes.

1. INTRODUCCIÓN. Cuando se construyeron los primeros robots y se aplicaron a tareas concretas, se advirtió que padecían una carencia fundamental respecto al hombre que querían imitar: Los SENTIDOS. Para imitarle se recurrió al empleo de varios tipos de sensores, los cuales se encargan de suministrar al robot todas las informaciones necesarias para que pueda moverse y realizar las operaciones programadas. Si comparamos el robot con el hombre, podemos decir que el corazón del robot es un microprocesador, encargado de procesar toda la información que le llega de los diferentes sensores para posteriormente actuar en consecuencia. En las casas inteligentes (DOMOTICA), podemos encontrar, robots que preparan el desayuno o frigoríficos que a través de Internet, se encargan de hacer la compra, cuando detectan que las provisiones se están acabando. Tampoco necesitamos ir muy lejos para comprobar como a diario utilizamos elementos que realizan tareas de forma automática: lavadoras, microondas, airbag, sistemas de frenado ABS, pilotos automáticos, corazones artificiales, marcapasos…etc.

2. ARQUITECTURA DE UN ROBOT. En los robots se pueden distinguir cuatro elementos fundamentales, atendiendo a su similitud con el ser humano Brazo Hombro Tronco Codo Codo Codo Antebrazo Antebrazo Actuador Sensor Unidad de control Equivalente al cuerpo ESTRUCTURA Músculos responsables del movimiento ACTUADORES Semejantes a nuestros sentidos SENSORES UNIDAD DE CONTROL Similar al cerebro

ESTRUCTURA ACTUADORES Conjunto de elementos físicos resistentes dotados de una cierta movilidad. Generalmente adoptan forma de brazo y en su extremo se sitúa un manipulador. ACTUADORES Transforman las señales de control en esfuerzos de potencia. Constituyen los músculos y articulaciones del robot. Se clasifican atendiendo al tipo de energía que utilicen para mover las articulaciones: Eléctrica Transforman la Eª eléctrica en mecánica de rotación. Los más utilizados son los de C.C. y los motores paso a paso Neumática e Hidráulica Utilizan la energía de los fluidos, el aire en el primer caso y el agua en el segundo. El elemento mecánico es una válvula y normalmente desarrollan movimientos lineales.

Tretardo = f (Respuesta) SENSORES Permiten al robot percibir el entorno que le rodea y la posición exacta de sus componentes. Actúan como los sentidos humanos: recogen los datos del exterior y los envían a la unidad de control, donde son procesados, para establecer la secuencia de ejecución de los actuadores. Se clasifican en dos grandes grupos: INTERNOS y EXTERNOS. CARACTERÍSTICAS COMUNES A TODOS LOS SENSORES PRECISIÓN EXACTITUD. Grado de repetitividad Grado de la calidad de la operación. de la acción. RANGO: Intervalo en el que el Sensor es capaz de detectar variaciones de una magnitud RESPUESTA: El tiempo que tarda el Sensor en proporcionar una señal tras realizar una medida Tretardo = f (Respuesta)

3. TIPOS DE SENSORES. SENSORES INTERNOS. Controlan elementos del propio robot. Móv.. o posición de motores Fuerza que realizan SENSORES EXTERNOS. Hacen que el robot conozca su entorno. Detectan: posición de un obstáculo, focos de calor, fuentes luminosas…etc. Los SENSORES basan su funcionamiento en la medición de propiedades físicas y químicas: Conductividad eléctrica. Comportamiento magnético. Conductividad térmica. Óptica…etc.

Señal de realimentación 4. REALIMENTACIÓN EN SISTEMAS DE CONTROL. conjunto de dispositivos cuyo fin es controlar el funcionamiento de una máquina o proceso. Mecánicos Electrónicos Neumáticos Hidráulicos… Sistemas de control: de LAZO ABIERTO: la señal de salida no tiene efecto sobre la acción de control. Señal de entrada Elementos de control Proceso Señal de salida de LAZO CERRADO: la señal de salida influye en la señal de entrada a través de la realimentación. Señal de error Señal de salida (Señal controlada) Comparador Controlador Actuador Proceso Sensor Señal de realimentación Señal de entrada (Señal de referencia)

5. ROBOTS INDUSTRIALES. APLICACIONES 1- Almacenamiento, carga y descarga Cada ubicación es memorizada Utilizan un patrón de clasificación. 2- Operaciones industriales de mecanización Industrias de automoción y fabricación de maquinarias en serie. Ensamble y soldadura de piezas. Corte de piezas mediante sierra o láser. 3- Inspección de lugares inaccesibles Limpieza y mantenimiento de tubos de aire acondicionado, alcantarillas, etc. Se le incorpora una cámara. 4- Manipulación de residuos tóxicos o peligrosos En industrias químicas o centrales nucleares. Desactivación de explosivos (TEDAX) 5- Manipuladores en la industria alimenticia. 6- Limpieza de ríos y puentes. Además de ser sumergibles incorporan cámaras de observación.

CLASIFICACIÓN ROBOTS SECUENCIALES O DE APRENDIZAJE Realizan tareas repetitivas de forma automática, programadas previamente Usados en cadenas de montajes, embotelladoras, empaquetadoras, etc. ROBOTS COMPUTERIZADOS. Su funcionamiento es controlado por ordenador. Nuevos programas, permiten realizar nuevas actividades más complejas. ROBOTS INTELIGENTES. Controlados por el ordenador y siguen las instrucciones del programa informático. Capaces de interactuar con el entorno, actúan según los datos aportados por los sensores. Toman decisiones.

Programación guiada o directa. Programación textual o indirecta. 6. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN Introducir en su sistema de control las instrucciones para desempeñar las tareas programadas. PROCESO DE PROGRAMACIÓN TIPOS DE PROGRAMACIÓN Programación guiada o directa. El operario interviene guiando manualmente el brazo del robot para que realice la operación Cada movimiento es memorizado y ya podrá ser repetido sin el operario. Inconveniente: no tiene en cuenta las variaciones del entorno. Programación textual o indirecta. Un conjunto de instrucciones realizadas en lenguaje informático, se graba en la memoria del robot. Permite tareas más complejas y con mayor precisión Tiene en cuenta las variaciones del entorno.

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN PASCAL LOGO VISUAL BASIC Lenguajes habituales utilizados en robots con fines educativos. VAL RCL MAPLE Utilizados en robots industriales. Cada fabricante emplea su propio lenguaje.

En 1997. El programa de ajedrez Deep Blue vence al campeón mundial Kasparov. Mientras el robot Pathfinder se mueve sobre el suelo marciano de manera autónoma. ¿Una máquina cibernética podría superar a una persona en todos los campos en un futuro? ¿Un robot podrá en algún momento tomar decisiones que afecten a su comportamiento? ¿Dónde debería estar el límite en la actuación de un robot? ¿Se deberían fijar normas a la hora de diseñar robots inteligentes?