19/5/08

PARTES DE UN ROBOT

Vamos a analizar los componentes de los robots desde puntos de vista diferentes, desde un punto de vista general, y desde un punto de vista industrial.

Como todo dispositivo funcional, los robots tienen una estructura formada por diferentes sistemas o subsistemas y componentes.

Si observamos la forma y el funcionamiento de los diferentes tipos de robots podemos deducir que todos tienen algo en comun:

La estructura o chasis es la encargada de darle forma al robot y sostener sus componentes. Puede estar constituida por numerosos materiales, como plásticos, metales, etc. y tener muchas formas diferentes.

Así como en la naturaleza, los robots pueden ser del tipo "endoesqueleto", donde la estructura es interna y los demás componentes externos, o "exoesqueleto", donde la estructura está por fuera y cubre los demás elementos.

Las formas de las estructuras son de lo más variadas, tanto hasta donde la imaginación y la aplicación que se le va a dar al robot lo permitan.

Las fuentes de movimiento son las que le otorgan movimiento al robot. Una de las más utilizadas es el motor eléctrico.

Un motor es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica rotacional que se utiliza para darle movimiento a ruedas y otros medios de locomoción.

En robótica se utilizan motores de CC (corriente continua), servomotores y motores paso a paso.

Una fuente de movimiento nueva que apareció recientemente en el mercado son los músculos eléctricos, basados en un metal especial llamado Nitinol.

Cuando las fuentes de movimiento no manejan directamente los medios de locomoción del robot, se precisa una interface o medio de transmisión de movimiento entre estos dos sistemas, que se utiliza para aumentar la fuerza o para cambiar la naturaleza del movimiento, por ejemplo para convertir un movimiento circular en lineal, o para reducir la velocidad de giro.

Se suelen emplear conjuntos de engranajes para tal fin, aunque también se usan ruedas de fricción o poleas y correas.

Los medios de locomoción son sistemas que permiten al robot desplazarse de un sitio a otro si éste debe hacerlo. El más utilizado y simple es el de las ruedas y le siguen en importancia las piernas y las orugas.

Algunos robots deben sostener o manipular algunos objetos y para ello emplean dispositivos denominados de manera general medios de agarre.

El más común es la mano mecánica, llamada en inglés "gripper" y derivada de la mano humana.

En los robots industriales se usan mecanismos especiales para sostener herramientas o piezas de formas determinadas.

La fuente de alimentación de los robots depende de la aplicación que se les dé a los mismos, así si el robot se tiene que desplazar autónomamente, se alimentará seguramente con baterías eléctricas recargables, mientras que si no requiere desplazarse o sólo lo debe hacer mínimamente, se puede alimentar mediante corriente alterna a través de u convertidor.

En los robots de juguete o didácticos se pueden emplear baterías comunes o pilas, y en los de muy bajo consumo celdas solares.

Los sensores le permiten al robot a manejarse con cierta inteligencia al interactuar con el medio. Son componentes que detectan o perciben ciertos fenómenos o situaciones.

Estos sensores pretenden en cierta forma imitar los sentidos que tienen los seres vivos.

Entre los diferentes sensores que podemos encontrar están las fotoceldas, los fotodiodos, los micrófonos, los sensores de toque, de presión, de temperatura, de ultrasonidos e incluso cámaras de video como parte importante de una "visión artificial" del robot.

Los circuitos de control son el "cerebro" del robot y en la actualidad están formados por componentes electrónicos más o menos complejos dependiendo de las funciones del robot y de lo que tenga que manejar.

Actualmente los modernos microprocesadores y microcontroladores, así como otros circuitos específicos para el manejo de motores y relés, los conversores A/D y D/A, reguladores de voltaje, simuladores de voz, etc. permiten diseñar y construir tarjetas de control para robots muy eficientes y de costo no muy elevado.

El bajo costo actual de una computadora personal permite utilizarla para controlar robots de cualquier tipo utilizando las grandes ventajas que supone dicho dispositivo.

Pasando al entorno industrial, podemos observar lo siguiente en los dispositivos que se encuentran instalados en muchísimas fábricas:

En los sistemas automáticos de manipulación de piezas u objetos podemos distinguir tres partes estructurales muy bien definidas.


La primera es la máquina propiamente dicha, o sea todo el sistema mecánico y los motores o actuadores y el sistema de agarre o sujeción de los objetos.


Los sensores de fuerza, visión y sonido son detectores necesarios para que la máquina sepa exactamente el estado de todas las variables que precisa para una correcta actuación.


El sistema de control y el lenguaje de programación forman el sistema de toma automática de decisiones, que incluye la planificación, el control de los movimientos y la interpretación de los datos que aportan los sensores.

10/5/08

Tú, robot

Fernando Puente comenta en EL PAÍS, que antes de programar a las máquinas para que sean empáticas… habrá que desprogramar a los humanos para que no sufran por ellas.
 
¿Tienen los robots conciencia? De momento, y para tranquilidad de los filósofos, no. Pero los humanos sí. Como leemos a través de Slashdot, un test de un robot para uso militar diseñado en el laboratorio de Los Álamos para despejar vías en campos minados terminó de manera inesperada. Y no por que la máquina, con varias patas, poco menos de dos metros de longitud y forma de insecto o araña, se volviese loca.

Sino porque el coronel al mando del ejercicio no pudo resistir la escena. Y es que la tarea del robot consistía en pisar cuantas minas mejor, aunque fuese a expensas de ir perdiendo patas por el camino. Después de cada explosión, el robot se levantaba y seguía caminando con las que le quedaban, cada vez de forma más penosa. Hasta que el militar dio la orden: “¡Detengan la prueba!“. ¿Por qué?, respondieron los técnicos. “¡Es inhumano!“, respondió.



6/5/08

clases de Robot

 Robot Animarte modelo PUMA.
Este robot presenta una configuración angular, tiene 3 grados de libertad en el cuerpo y brazo y 3 en la muñeca, dando un total de 6 grados de libertad

Su utilización principal en la celda de manufactura es para carga y descarga de materiales a las maquinas de control numérico.

Robot del sistema AS/RO
Este es un robot de configuración cartesiana, tiene 3 grados de libertad en el cuerpo y brazo (correspondiente a los ejes X,Y,Z), y un grado de libertad rotacional en la muñeca.

Su utilización principal es para carga y descarga de pelletas entre el almacén y el transportador.

Robot Mitsubishi modelo Movemaster.
Este robot presenta una configuración angular o de brazo articulado, presenta 3 grados de libertad en el cuerpo y brazo y 2 grados de libertad en la muñeca.

Tiene varios usos en la celda de manufactura, su función principal es para ensamble de piezas mecánicas y se utiliza también para carga y descarga de materiales a la estación de inspección por medición.

Robot Abatirlo modelo Júpiter.
El robot modelo JUPITER tiene una configuración SACARA (no clásica),tiene 3 grados de libertad en el cuerpo y brazo y 1 grado de libertad rotacional en la muñeca.

La función principal de este tipo de robots es de ensamble de piezas electrónicas como ocurre en la celda de manufactura.

Otra característica de este robot es que cuenta con un sistema de gripes flexible que le permite cambiar de pinza o herramienta de una forma automática.

ARQUITECTURAS DE LOS ROBOTS



La arquitectura, definida por el tipo de configuración general del robot, puede se metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un robot a través del cambio de su configuración por el propio robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales -cambio de herramienta o de efector terminal-, hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales.

Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: Pulí articulados, Móviles, Androides, Zoom órficos e Híbridos.


Pulí articulados.-

Bajo este grupo están los robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios -aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados- y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los robots industriales, los robots cartesianos y algunos robots industriales y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o decir el espacio ocupado en el suelo.


Móviles.-

Son robots con gran capacidad de desplazamiento, basada en carros o plataformas y dotada de un sistema locomotor de tipo rodaste. Siguen su camino por tramando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus censores.

Las tortugas motorizadas diseñadas en los años cincuentas, fueron las precursoras y sirvieron de base a los estudios sobre inteligencia artificial desarrollados entre 1965 y 1973 en la Universidad de Stratford.

Estos robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctr ricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.

Androides.-

Son robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación.

Uno de los aspectos más complejos de estos robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simu ltáneamente el equilibrio del robot.


Zoomórficos.-

Los robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos.

A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolu cionado. Cabe destacar, entre otros, los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. En cambio, los robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.


Híbridos.-

Estos robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, e s al mismo tiempo uno de los atributos de los robots móviles y de los robots zoomórficos. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los r robots industriales. En parecida situación se encuentran algunos robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los robots personales.





Robots mayordomo

Un robot mayordomo es un robot diseñado para trabajar en las tareas del hogar, por lo tanto debe ser capaz de desempeñar múltiples tareas diferentes: desde planchar hasta fregar, pasando por cocinar o hacer las camas.

Todas estas tareas son extremadamente difíciles de programar (por no decir imposible) en código que un ordenador pueda entender y por lo tanto diseñar este tipo de robots supone un gran reto para los Ingenieros.

Resulta extremadamente difícil desarrollar robots que interactúen con un entorno tan abierto como el de un hogar, son demasiados los parámetros que se deben procesar y demasiadas las opciones que se deben contemplar.

1/5/08