MECANISMOS Y CONTROL EN LA ROBÓTICA CIM MC ARTURO DE JESÚS CORONADO SOTO

ACTUADORES Y TRANSDUCTORES Se denominan actuadores a aquellos elementos que pueden provocar un efecto sobre un proceso automatizado. Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas. Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra de diferente a la salida. El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformación que realiza aunque no necesariamente la dirección de la misma

MOTORES Un motor es una máquina capaz de transformar la energía almacenada en combustibles, baterías u otras fuentes, en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. Existen diversos tipos, siendo común clasificarlos en: Motores térmicos, cuando el trabajo se obtiene a partir de energía térmica. Motores de combustión, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. Motores eléctricos, que son máquinas eléctricas que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas.

MOTORES ELÉCTRICOS Los motores de corriente alterna y los motores de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cuál establece que si un conductor por el cual circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético. Entre sus ventajas: A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos. Se pueden construir de cualquier tamaño. Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando el mismo a medida que se incrementa la potencia de la máquina). Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía eléctrica de la mayoría de las redes de suministro se emiten contaminantes.

MOTORES ELÉCTRICOS MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA: a) Motor de Pasos b) Servomotores MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA a) Sincrónicos b) Inducción

SISTEMAS DE CONTROL Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado, de modo que se reduzcan las probabilidades de fallos y se obtengan los resultados buscados. Estos sistemas se usan típicamente en sustituir un trabajador pasivo que controla una determinado sistema ( ya sea eléctrico, mecánico, etc. ) con una posibilidad nula o casi nula de error, y un grado de eficiencia mucho más grande que el de un trabajador

DEFINICIONES DEL CONTROL La resolución de un sensor es el menor cambio en la magnitud de entrada que se aprecia en la magnitud de salida. La resolución espacial de un robot se define como el movimiento mas pequeño La precisión es el máximo error esperado en la medida La precisión a la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. La repetibilidad es la precisión con la cual un robot regresa a un punto previamente enseñado. La exactitud es la precisión con la cual un robot puede pocisionarse en un punto deseado dentro del volumen de trabajo

TIPOS DE CONTROL Sistema de control de lazo abierto: Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da como resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero basada en la primera. Estos sistemas se caracterizan por: Sencillos y de fácil concepto. Nada asegura su estabilidad ante una perturbación. La salida no se compara con la entrada. Es afectado por las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o intangibles. La precisión depende de la previa calibración del sistema.

TIPOS DE CONTROL Sistema de control de lazo cerrado: Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de salida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia. Sus características son: Complejos, pero amplios en cantidad de parámetros. La salida se compara con la entrada y la afecta para el control del sistema. Estos sistemas se caracterizan por su propiedad de retroalimentación. Más estable a perturbaciones y variaciones internas.

SISTEMAS ELECTRÓNICOS Un sistema electrónico es un conjunto de circuitos que interactúan entre sí para obtener un resultado. Una forma de entender los sistemas electrónicos consiste en dividirlos en las siguientes partes: Entradas o Inputs : Sensores (o transductores) electrónicos o mecánicos que toman las señales (en forma de temperatura, presión, etc.) del mundo físico y las convierten en señales de corriente o voltaje. Ejemplo: El termopar, la foto resistencia para medir la intensidad de la luz, etc. Circuitos de procesamiento de señales: Consisten en piezas electrónicas conectadas juntas para manipular, interpretar y transformar las señales de voltaje y corriente provenientes de los transductores. Salidas o Outputs : Actuadores u otros dispositivos (también transductores) que convierten las señales de corriente o voltaje en señales físicamente útiles. Por ejemplo: un display que nos registre la temperatura, un foco o sistema de luces que se encienda automáticamente cuando este obscureciendo.

SENSORES Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. Las variables de instrumentación dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable a medir o a controlar.

SENSORES El sensor de proximidad es un transductor que detecta objetos o señales que se encuentran cerca del elemento sensor. Existen varios tipos de sensores de proximidad según el principio físico que utilizan. Los Sensores final de carrera o sensor de contacto son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Los sensores capacitivos son sensores eléctricos Un Sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz

OTROS TIPOS DE SENSORES Sensores de presencia Sensores de temperatura Sensores de Humedad Sensores de Presión Sensores de Posición Sensores de velocidad Sensores de caudal Sensores de nivel. Sensores de Visión Sensores de luz Sensores acústicos

SEÑALES ELECTRÓNICAS En electrónica se trabaja con variables que toman la forma de voltaje o corriente estas se pueden denominar comúnmente señales. Las señales primordialmente pueden ser de dos tipos: Variable analógica: Son aquellas que pueden tomar un número infinito de valores comprendidos entre dos límites. La mayoría de los fenómenos de la vida real dan señales de este tipo. (presión, temperatura, etc.) Variable digital: También llamadas variables discretas, entendiéndose por estas, las variables que pueden tomar un número finito de valores. Por ser de fácil realización los componentes físicos con dos estados diferenciados, es este el número de valores utilizado para dichas variables, que por lo tanto son binarias. Siendo estas variables más fáciles de tratar (en lógica serian los valores V y F) son los que generalmente se utilizan para relacionar varias variables entre si y con sus estados anteriores.

PROGRAMAS COMPUTACIONALES Un programa, o también llamado programa informático o programa de computación, es simplemente un conjunto de instrucciones para una computadora Un programa se puede referir tanto a un programa ejecutable como a su código fuente, el cual es transformado en un ejecutable cuando es compilado. El código fuente es un conjunto de líneas de texto que son las instrucciones que debe seguir la computadora para ejecutar dicho programa De acuerdo a sus funciones, los programas pueden ser clasificados en software de sistema y software de aplicación.