Estructura mecánica de un Robot Industrial

Presentación del tema: "Estructura mecánica de un Robot Industrial"— Transcripción de la presentación:

1 Estructura mecánica de un Robot Industrial
Prof. Egberto Hernández Autor:Prof. Melissa Diaz

2 Configuración de los Robots Industriales - Robot Cartesiano
Un robot de coordenadas cartesianas (también llamado robot cartesiano) es un robot industrial cuyos tres ejes principales de control son lineales (se mueven en línea recta en lugar de rotar) y forman ángulos rectos unos respecto de los otros. Una aplicación muy extendida para este tipo de robots es la máquina de control numérico (CN). Las aplicaciones más sencillas son las usadas en las máquinas de fresado o dibujo, donde un taladro o pluma se traslada a lo largo de un plano x-y mientras la herramienta sube y baja sobre la superficie para crear un diseño preciso.

3 Configuración de los Robots Industriales - Robot Cartesiano

4 Configuración de los Robots Industriales - Robot Cilíndrico
Se basa en una columna vertical que gira sobre la base. También tiene dos dispositivos deslizantes que pueden generar movimientos sobre los ejes Z e Y. Puede realizar dos movimientos lineales y uno rotacional, o sea, que presenta tres grados de libertad. El robot de configuración cilíndrica está diseñado para ejecutar los movimientos conocidos como interpolación lineal e interpolación por articulación. La interpolación por articulación se lleva a cabo por medio de la primera articulación, ya que ésta puede realizar un movimiento rotacional.

5 Configuración de los Robots Industriales - Robot Cilíndrico

6 Configuración de los Robots Industriales - Robot Polar
Utiliza un brazo telescópico que puede bascular en torno a un eje horizontal. Este eje telescópico está montado sobre una base giratoria. Las articulaciones proporcionan al robot la capacidad de desplazar el brazo en una zona esférica. Es decir, este robot posee dos articulaciones rotacionales y una lineal. Se utiliza para el manejo de máquinas de herramientas, soldadura por puntos, fundición a presión, máquinas de desbarbado, la soldadura de gas y soldadura por arco. Es un robot cuyos ejes forman un sistema de coordenadas polares.

7 Configuración de los Robots Industriales - Robot Polar

8 Configuración de los Robots Industriales - Robot SCARA
Robot de brazo articulado. Se trata de una columna que gira sobre la base. El brazo contiene una articulación, pero sólo puede realizar movimientos en un plano. En el extremo del brazo contiene una eje deslizante que se desplaza en el eje Z. El robot más común de este tipo se conoce como robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm). Este robot tiene 4 grados de libertad con posicionamiento horizontal. Los Robots SCARA se conocen por sus rápidos ciclos de trabajo, excelente repetitividad, gran capacidad de carga y su amplio campo de aplicación.

9 Configuración de los Robots Industriales - Robot SCARA

10 Configuración de los Robots Industriales - Robot Antropomórfico
Está constituido por dos componentes rectos que simulan el brazo o antebrazo humano, sobre una columna giratoria. Estos antebrazos están conectados mediante articulaciones que se asemejan al hombro y al codo.

11 Configuración de los Robots Industriales - Robot Antropomórfico

12 Configuración de los Robots Industriales - Robot de Antropomórfico

13 Configuración de los Robots Industriales

14 Configuración de los Robots Industriales

15 Configuración de los Robots Industriales

16 Articulaciones Grado de libertad (g.d.l.) Grado de libertad significa la capacidad de moverse a los largo de un eje o de rotar a lo largo de un eje. En general un cuerpo libre en el espacio tiene 6 DOF, tres de traslación (x,y,z) y tres de orientación/rotación (roll, pitch and yaw). El número total de grados de libertad de un robot, dado por la suma de g.d.l. de las articulaciones que lo componen. Aunque la mayoría de las aplicaciones industriales requieren 6 g.d.l., como las de soldadura, mecanizado y almacenamiento, otras más complejas requieren un número mayor, tal es el caso de las labores de montaje.

17 Articulaciones La complejidad de las acciones que pueda realizar un robot dependerá de los GDL que posea. Mientras más GDL posea un robot, más complejas serán las tareas que pueda realizar. Lamentablemente más complejo será también el control de estas acciones. No todos los GDL que posea un robot pueden ser controlados (recordemos ejemplo automóvil).

18 Articulaciones Grado de libertad Ej. 6 grados de libertad

19 Centro Instantáneo de Rotación
El centro instantáneo de rotación (CIR) - Un punto de cruce de los ejes de las ruedas

20 Grados de Movilidad Se define como los grados de libertad de movimiento de un robot. No se puede mover (sin CIR) • Grado de movilidad: 0 Movimiento de arco fijo (Sólo un ICR) • Grado de movilidad: 1 Movimiento de arco variable (línea de ICR) • Grado de movilidad: 2 Total movimiento libre (ICR puede ser localizado en cualquier posición) • Grado de movilidad: 3

21 Enlaces Cada cuerpo rígido implicada en un mecanismo robótico llamado enlace (link). A una combinación de enlaces se le conoce como articulación. Un enlace robot será en forma de material sólido, y se puede clasificar en dos tipos principales - enlace de entrada y enlace de salida. El movimiento del enlace de entrada permite al enlace de salida a moverse a diferentes movimientos.

22 Enlaces

23 Articulaciones de los robots
Mecánicamente, un robot está formado por una serie de elementos o eslabones unidos mediante articulaciones que permiten un movimiento relativo entre cada dos eslabones consecutivos. La constitución física de la mayor parte de robots industriales guarda cierta similitud con la anatomía del brazo humano, por lo que en ocasiones, para hacer referencia a los distintos elementos que componen el robot, se usan términos como cuerpo, brazo, codo y muñeca. El movimiento de cada articulación puede ser de desplazamiento, de giro, o de una combinación de ambos. De este modo son posibles los seis tipos diferentes de articulaciones: esférica, planar, tornillo, primatica, rotación y cilíndrica.

24 Articulaciones de los robots
En la práctica, en los robots sólo se emplean la de rotación y la prismática. Cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulación con respecto a la anterior, se llama grado de libertad (GDL).

25 Articulaciones de los Robots

26 Muñeca («Wrist») La muñeca de un robot puede añadir uno, dos o tres ejes de movimiento a los tres que ya el robot posee. Estos movimientos de muñeca se le conocen como “pitch”(arriba y abajo), “yaw” (hacia al frente o atrás) y “roll” (rotación alrededor de un eje de movimiento hacia delante)

27 Muñeca («Wrist») Esta se utiliza para colocar la mano o el efecto final en la orientación deseada relacionada al trabajo que el manipulador valla a realizar.

28 Muñeca («Wrist»)

29 Brazo robótico Un brazo robótico es un tipo de brazo mecánico, normalmente programable, con funciones parecidas a las de un brazo humano; este puede ser la suma total del mecanismo o puede ser parte de un robot más complejo. Las partes de estos manipuladores o brazos son interconectadas a través de articulaciones que permiten, tanto un movimiento rotacional (tales como los de un robot articulado), como un movimiento translacional o desplazamiento lineal

30 Brazo robótico

31 Elemento Final elemento terminal o actuador final: es una herramienta especial que permite al robot de uso general realizar una aplicación particular, que debe diseñarse específicamente para dicha aplicación: una herramienta de sujeción, de soldadura, de pintura, etc. El punto más significativo del elemento terminal se denomina punto terminal (PT).

32 Elemento Final Los elementos terminales pueden dividirse en dos categorías: Pinzas o mano (gripper) Herramientas Las pinzas o manos se utilizan para tomar un objeto, normalmente la pieza de trabajo, y sujetarlo durante el ciclo de trabajo del robot. Hay una diversidad de métodos de sujeción que pueden utilizarse, además de los métodos mecánicos obvios de agarre de la pieza entre dos o más dedos. Estos métodos suplementarios incluyen el empleo de casquillos de sujeción, imanes, ganchos, y cucharas.

33 Elemento Final

34 Elemento Final Una herramienta se utiliza como actuador final en aplicaciones en donde se exija al robot realizar alguna operación sobre la pieza de trabajo. Estas aplicaciones incluyen la soldadura por puntos, la soldadura por arco, la pintura por pulverización y las operaciones de taladro. En cada caso, la herramienta particular está unida a la muñeca del robot para realizar la operación.

35 Elemento Final