Robòtica Industrial: Conceptes i Aplicacions

Què és un Robot Industrial?

Un robot és un manipulador multifuncional reprogramable amb diferents graus de llibertat, capaç de manipular càrregues i peces.

Aplicacions Industrials

Les 4 aplicacions industrials principals són: assemblatge, desassemblatge, paletització, empaquetat i soldadura.

Tipus de Robots

Pick and Place

Robot de 3 eixos amb moviment lineal, perpendicular entre si. S'utilitzen per a aplicacions que necessiten moviments lineals d'alta precisió i en els casos en què la zona de treball sigui bàsicament un pla.

Robots Esfèrics i Polars

Inconvenients: Dificultat de controlar un simple moviment de translació i pèrdua de precisió produïda en treballar amb càrregues pesades i un braç llarg.

Robot SCARA

Es tracta de dos eixos rotacionals paral·lels i un eix lineal també paral·lel a tots dos de desplaçament vertical. Aquest tipus de configuració produeix robots molt ràpids i d'alta precisió.

Conceptes Clau en Robòtica

Grau de Llibertat

Cada moviment independent que és capaç de realitzar una articulació. Es necessiten 3 graus de llibertat per posicionar (x, y, z) i 3 per orientar (rotació sobre x, y, z) un objecte en l'espai.

Sistemes de Coordenades

• World: Base del robot.
• Joint: Cada punt en l'espai és referit mitjançant la variació d'angle de cada un dels eixos del robot pel que fa a la posició de calibratge del robot (tots els eixos a 0).

Resolució d'un Robot

Es defineix com l'increment mínim de moviment en què es pot dividir el volum de treball del robot, o també com l'increment mínim de moviment que pot generar la unitat de control.

Precisió d'un Robot

La precisió es veu afectada per les deformacions tèrmiques i dinàmiques del braç.

Repetibilitat d'un Robot

S'entén com el grau d'exactitud en la repetició de moviments quan el robot intenta accedir a un punt prèviament ensenyat.

Camp de Treball d'un Robot

És el volum espacial dins del qual el robot pot situar l'extrem del seu canell.

Capacitat de Càrrega d'un Robot

És el pes màxim que pot manipular el robot.

Diferències entre Robot i Manipulador

• Robot: No treballa amb l'humà.
• Manipulador: Treballa amb l'humà.

Robots vs. Persones

Els robots s'utilitzen en la producció, l'assistència i l'exploració.

Parts d'un Robot i un Manipulador

Sensors, part mecànica, actuadors i equip de control.

Arquitectura d'un Robot

Fa referència a les formes constructives i a les seves capacitats de moviment o mobilitat.

• Cilíndric: 2 graus de llibertat.
• Prismàtic: 1 grau de llibertat.
• Articulació de Revolució: 1 grau de llibertat.
• Esfèric: 3 graus de llibertat.

4 Estructures de Robots

Estructura cartesiana, estructura cilíndrica, estructura polar i estructura angular.

Actuadors d'un Robot

Poden ser elèctrics, pneumàtics o hidràulics.

Servomotor

Són motors que incorporen una caixa reductora i un sistema de control de posicionament digital.

Tipus de Sensors per a les Articulacions

Poden estar a l'interior del servomotor o situats en un element mòbil. Els codificadors òptics són un disc perforat solidari a l'eix en moviment.

Control en Llaç Tancat

L'acció de control està en funció del senyal de sortida. No intervé l'home.

Seguretat en Robòtica

Lleis dels Robots

1. Un robot no pot fer mal a un ésser humà.
2. Un robot ha d'obeir les ordres donades pels éssers humans.
3. Un robot ha de protegir la seva pròpia existència.

Espai de Treball

És la zona a la qual té accés el robot amb el moviment de tots els seus eixos.

Espai de Perill

És la zona o espai en el qual existeix perill d'accident.

Espai de Seguretat

Espai que envolta l'espai de perill, en aquest espai s'està fora de perill.

Tipus de Motors en Robòtica

• Motors de baixa inèrcia: Tenen poc pes.
• Motors pas a pas: Tenen un parell més baix.
• Motors de corrent altern: Tenen un pes més elevat i per això no es fan servir habitualment en robòtica.