Rueda CIM en Automatización Industrial

A) Enumera y explica cuatro parámetros básicos por los que se caracteriza un robot industrial.

• Peso de manipulación: carga en punta del robot incluyendo herramientas (TCP) e inercia.
• Precisión: distancia entre el punto verdaderamente alcanzado y el ordenado.
• Repetibilidad: promedio de error entre las distancias alcanzadas por el robot cuando se le ordena posicionarse en el mismo punto repetidas veces.
• Resolución: distancia mínima entre dos puntos distintos a los que se puede mover un robot.

B) ¿Qué es un posicionador para robot? ¿Qué es un eje de traslación de un robot?

Herramienta que ubica la pieza al robot para que alcance a todas las posiciones necesarias y al operario para que cargue y descargue con comodidad y eficiencia.

Un eje de traslación es una guía lineal que permite transportar el robot a lo largo de las mismas para alcanzar cualquier posición.

C) Escenas en aplicaciones de Visión Artificial

• Escenas no estructuradas: conllevan oclusiones, iluminación no constante y objetos no previstos.
• Escenas estructuradas: iluminación constante, escenas similares y objetos previsibles.

La iluminación es uno de los aspectos más decisivos de cualquier aplicación de VA, ya que permite obtener una imagen en las mejores condiciones para un posterior análisis, optimizando el contraste para separar características de la imagen del fondo. También facilita mantener constante la intensidad y la dirección de la luz, reduciendo los algoritmos de procesamiento y por tanto el tiempo de respuesta del sistema.

Diferencia entre un láser Gaussiano y uno no-Gaussiano: Un láser no-Gaussiano tiene una intensidad de línea uniforme, a diferencia del Gaussiano que sufre de un descoloramiento al ir alejándose del centro de la línea.

• Pericéntricas: visión lateral desde una visión cenital, no necesitan espejos.
• Telecéntricas: visión totalmente paralela del objeto a analizar, la lente tiene que ser igual o superior al objeto y de gran calidad. Tienen baja distorsión y reducción de los errores de perspectiva.
• Inspección de agujeros: inspeccionan cavidades desde fuera, sin necesidad de introducir la óptica. Gran profundidad de campo. Superficie captada puede ser desenvuelta para visualizarlo más claramente.
• Boroscópica: se usa para inspeccionar agujeros cuando los aspectos ocultos sólo pueden ser visualizados introduciendo una sonda en el interior. Visión 360°.
• Polyview: se usa para obtener diferentes vistas de un objeto, sin necesidad de múltiples cámaras alrededor de él.
• Espectrógrafo: sistema óptico de dispersión de luz para su análisis multiespectral.

• CCD: lectura en 3 fases.
• CMOS.

• CCD salidas analógicas.
• CMOS primera generación, incluyen cadena de procesamiento analógico de la señal. Salidas analógicas.
• CMOS segunda generación, incluyen parte de la cadena de procesamiento digital de la señal. Incluye conversores A/D. Salidas digitales.
• CMOS tercera generación, incluye la cadena de procesamiento de la señal completa.

• Full frame: el CCD debe mantenerse a oscuras durante la lectura. Se desplaza la carga de la imagen a la última fila de celdas del sensor.
• Transferencia entre líneas: cada segunda columna se cubre con una máscara opaca. Cuando finaliza la integración, la carga se desplaza a la columna enmascarada. Mientras se realiza la lectura se puede integrar la siguiente imagen.
• Transferencia de cuadro: array de sensores del doble de largo (la parte superior integra y la inferior es opaca). Tras la integración, se desplaza la carga a la parte inferior. La lectura se hace en la parte inferior.
• Front illuminated: diseñado para ser iluminado frontalmente. No permiten recubrimiento antirreflectante.
• Back illuminated: sensibles en el ultravioleta y en el azul. Permite recubrimiento antirreflectante.

• Ruido de lectura: causados por los errores del circuito de lectura. A mayor rapidez de lectura, mayor ruido.
• Corriente oscura: se originan térmicos debido a la T. Para reducirla hay que reducir la temperatura.
• Tiempo de integración: tiempo variable. Se necesita que tenga tiempos de integración largos para bajo nivel de luz.
• Ruido fotónico: resulta de la naturaleza cuántica de la luz. El número de fotones aleatorio y sigue la distribución de Poisson.
• Rayos cósmicos.
• Fringing: solo en back illuminated. Se generan interferencias debido a reflexiones múltiples internas.
• Blooming: exceso de fotoelectrones que desbordan del píxel actual para repartirse por los píxeles adyacentes.
• Rango dinámico: cuantifica la capacidad de un sensor para captar adecuadamente luces y sombras oscuras en la misma escena.

• Ventajas: fotodetectores, muy bajo ruido de lectura y bajo patrón fijo de ruido.
• Desventajas: no integra otros circuitos Ana/Digi, altamente no programable, alto consumo de potencia y frame rate limitado.

• PPS: fotodiodo más transistor de direccionamiento.
• PPS con amplificador de columna: mejora las prestaciones de ruido introduciendo para cada columna un amplificador analógico.
• APS: cada pixel tiene su propio amplificador individual. Requiere implementar al menos 3 transistores, un reset, un amplificador y selección de fila.
• DPS: cada píxel tiene su propio ADC.

El control lo realiza un PC. Aplicaciones donde un autómata está más limitado y un PC las puede realizar rápidamente.

Independiente del PC. Intercambio de datos intensivo con PC. Necesario donde el control típico PLC sigue precisándose.

Manipulador multifuncional reprogramable, con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, etc.

Numerando secuencialmente los enlaces desde el primera, cada enlace está conectado mediante articulaciones exclusivamente al enlace anterior.

• Robot cartesiano: válido para mover cargas elevadas.
• Robot delta: cargas ligeras y alta velocidad.
• Robot articulado: alcance de posiciones lejanas.
• Robot cilíndrico: para operaciones de carga y descarga.
• Robot SCARA.

Partiendo de las coordenadas propias del robot se pasa a posición y orientación del punto terminal.

• Paro de emergencia: desconecta la alimentación de las unidades de accionamiento, excepto la tensión de liberación de frenos y la unidad de control. Tiene prioridad sobre cualquier otro control. Necesita rearme.
• Paro de protección del área de trabajo: conexión de equipos de seguridad externos al robot mediante entradas eléctricas.
• Paro retardado de protección del área de trabajo: produce un paro suave, pero con la misma finalidad de un paro normal.
• Hold-to-Run: el usuario deberá mantener pulsada la tecla de arranque de programa para poder mover el robot.

• Iluminación frontal (ringlight): la cámara se posiciona en la misma dirección de la luz.
• Iluminación lateral (spotlight): la cámara se posiciona mirando al objeto, mientras que la dirección de la luz es lateral al objeto.
• Iluminación por campo oscuro (dark field): la luz se emite lateralmente con un ángulo muy pequeño mediante un anillo en todas las direcciones.
• Iluminación por contraste (back light): la luz se emite desde la parte posterior del objeto quedando entre la fuente y la cámara. La iluminación tiene que ser uniforme en toda la superficie del plano.
• Iluminación axial difusa: ilumina en el eje de la cámara, para ello genera luz lateralmente, siendo reflejada 90° por un espejo semitransparente.
• Iluminación difusa tipo DUOMO: la luz es emitida dentro de una cúpula esférica, resultando una luz difusa desde todas las direcciones.
• Iluminación por láser (estructurada): se usa para resaltar o determinar una tercera dimensión de un objeto. Se coloca la luz láser en un ángulo conocido respecto al objeto a iluminar y la cámara, de forma que viendo la distorsión de la luz se pude interpretar la profundidad de los objetos.
• Iluminación con luz cromática e infrarroja: se emplea la iluminación de distintos colores para crear mayor contraste.
• Iluminación con luz polarizada: se coloca una lámina transparente que atenúa las oscilaciones del campo E en una dirección, dejando pasar la luz que oscila en dirección perpendicular.
• Luz estroboscópica: ideal para analizar objetos en movimiento o piezas en una cinta transportadora.