IES Zoco, Córdoba

INICIACIÓN

Dpto. Tecnología

A

LA

ROBÓTICA INDUSTRIAL

1.- MÁQUINA, MÁQUINA AUTOMÁTICA Y ROBOT. Máquina: Conjunto de elementos móviles, unidos entre sí, que transmite fuerzas desde una fuente de energía hasta el punto donde queremos aplicarla. Se utilizan para realizar tareas que antes se hacían de forma manual.

Máquina automática: Es capaz de realizar por sí sola determinadas acciones predeterminadas y repetirlas bajo determinadas condiciones. Estas máquinas repiten a acción para la que están diseñadas, pero sin la posibilidad de variar su funcionamiento. Con ello se aumenta la productividad y la realización de tareas desagradables y peligrosas sin la participación humana.

Robot: Máquina automática que realiza por sí sola determinadas funciones y es capaz de tomar decisiones al respecto y actuar en función de ellas y de la información recogida del entorno mediante sensores.

2.-MÁQUINAS-MECANISMOS Al principio, el ser humano trató de efectuar estas tareas usando su propia fuerza o la de los animales. Después, ideó los aparatos que le permitieron realizar el trabajo con menos esfuerzo. Los dispositivos que aprovechan mejor las fuerzas, cambiando su sentido o la dirección del movimiento reciben el nombre de mecanismos.

De mecanismo a robot Mecanismo de un limpiaparabrisas: se mueve con una manivela. ¿Qué

tendríamos

que

hacer

para

funcionara

de

forma

automática?

Mediante una fuente de energía (pila), un interruptor y un motor hemos creado un automatismo. Para convertir el automatismo en robot tendría que detectar, por ejemplo, si está lloviendo ajustar su velocidad a la cantidad de agua que cae sobre el cristal.

1

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

3.-TIPOS DE ROBOT Industriales o manipuladores: Suelen tener forma de brazo articulado en cuyo extremo incorpora elementos de sujeción o herramientas. Realizan tareas repetitivas en industrias de automoción, en las que se emplean para montar piezas, moverlas, ajustarlas, soldarlas, pintarlas, etc.

Móviles o vehículos robot: Se desplazan empleando ruedas, orugas o patas articuladas y se utiliza para suministrar herramientas o materiales a los manipuladores para transportar materiales peligrosos, para colocar cables submarinos, explorar el fondo del mar o para realizar exploraciones por el espacio.

Prótesis para uso humano: Son dispositivos electromecánicos que realizan el trabajo de las manos o las piernas de los seres humanos.

Didácticos o experimentales: Se utilizan en la enseñanza y el aprendizaje de la robótica. Dentro de este tipo se incluyen los robots de juguete que imitan algunas funciones de los robots experimentales.

Manos teledirigidas o telchirs: se designan a manipular productos radiactivos o peligrosos y a colaborar en operaciones quirúrgicas controlados de forma remota por cirujanos expertos (telecirugía).

Instalaciones inteligentes: sirven para controlar de manera automatizada las mercancías de almacenes o los libros de bibliotecas, entre otras aplicaciones.

2

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

Microrrobots o nanorobots: constituyen la última tendencia en las investigaciones en el campo de la robótica. Se trata de dispositivos de un tamaño entre mm y cm. Actúan, por ejemplo, en el cuerpo humano para realizar intervenciones en vasos sanguíneos dañados o en el interior de máquinas para diagnosticar posible averías.

4.-PARTES DE UN ROBOT Elementos mecánicos: son los que configuran la estructura y permiten el movimiento de las diferentes articulaciones y de los actuadores.

Sistemas de control: contienen los programas que permiten determinar la posición de los elementos del robot y determinan la velocidad y acción que realizarán a continuación.

Sensores: detectan información del entorno y la envían al sistema de control. Permiten determinar la acción que van a realizar.

Actuadores: son los mecanismos que realizan la acción determinada por el sistema de control en función de las señales que recibe del entorno mediante los sensores. Son motores eléctricos, relés, accionadores hidráulicos y neumáticos, válvulas, etc

4.1. SENSORES Transforman los estímulos y las señales del entorno en señales eléctricas que pueden ser procesadas por un ordenador. Los sensores se comportan como los sentidos de una persona, y el ordenador, como el cerebro. Temperatura, presión, nivel de humedad, presencia de determinados productos químicos y gases..., todos los datos que podamos captar con algún instrumento (sondas) pueden servir para que el robot obtenga información y actúe en función a ella.

Sensores de LUZ Este sensor está formado por una LDR. Cuando utilizamos varios de estos elementos, el sistema puede comprobar la diferencia de luz existente entre dos puntos y actuar en consecuencia.

Sensores de POSICIÓN Determinan la posición en la que se encuentra el robot. El más simple y utilizado es el final de carrera. Un final de carrera es un pulsador que se activa cuando un elemento del robot llega a un punto determinado, por contacto con él.

Sensor de SONIDO Los sonidos se perciben por las vibraciones del aire al incidir en un micrófono. Estas vibraciones se convierten en señales eléctricas que el robot puede comparar con otras almacenadas en su memoria y actuar de acuerdo con ellas.

3

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

5.-KIT DE ROBÓTICA DE LEGO: MINDSTORM Sistema de control

PUERTOS DE SALIDA: ACTUADORES (MOTORES)

BOTÓN ON/OFF Y RUN (MARCHA PROGRAMA)

PUERTOS ENTRADA: INFORMACIÓN DE LOS SENSORES.

5.1. COMPONENTES SENSORES

SENSOR DE SONIDO

SENSOR DE LUZ

SENSOR DE

SENSOR DE CONTACTO

ULTRASONIDOS

ACTUADOR

SERVO MOTOR

5.2. CONEXIÓN ACTUADORES : Los motores se colocan en el microprocesador NXT a través de unos puertos de salida identificados por letras (A, B y C). SENSORES: se colocan en los puertos de entrada del microprocesador marcados con números (1, 2, 3 y 4).

4

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

Un cable USB comunica el microprocesador NXT con el ordenador de tal forma que las funciones que debe realizar el robot, diseñadas con el programa ROBOLAB, son transmitidas al NXT que las guarda para que se ejecuten cuando se desee.

6.-ROBOLAB: SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN

Ejemplo: Un motor está conectado al puerto de salida A y otro al B. Ambos se mueven hacia delante a máxima velocidad 2 segundos. Entonces que el motor A continúe avanzando y el B retrocede. A los 2 segundos separan. ABC

6.1. MODIFICADORES

En este ejemplo, el motor está conectado al puerto A, va hacia atrás a una potencia de 3. La potencia máxima es A

5

5. Después el motor se detiene.

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

Actividad 1: Comenta el funcionamiento de este programa. ABC

A

Actividad 2. Monta este programa y explica como funciona.

ABC

6

Actividad 3: Monta este programa y comenta su funcionamiento:

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

Actividad 4.Monta este programa y comenta su funcionamiento:

6.2. GUIA DE COMANDOS 6.2.1. CAMBIAR DE DIRECCIÓN: Cambia de dirección el sentido de giro del motor conectado al puerto indicado. Podemos indicar concretamente qué motor debe cambiar de dirección. Funcionamiento: el motor conectado al puert B y ABC

el motor conectado al puerto A avanzan durante 2 sg.

Después cambian de dirección y retroceden durante 3 seg. Despues se paran los motores conectados a los puertos A, B y C.

6.2.2. SALTAR Y ATERRIZAR: Nos va a permitir saltar desde un punto del programa a otro. De esta forma nos va a permitir que el programa o una parte de este pueda repetirse.

Ejemplo: El motor A y B avanzan durante 2 seg. Cambia de dirección el motor conectado al puerto A durante 1 segundo. El motor conectado al puerto B continúa avanzando. SALTA y ATERRIZA al comienzo del programa, que se repite indefinidamente

ABC

7

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

6.2.3. BUCLES : Se utilizan para repetir un proceso un número de veces determinado. Nos va a permitir que un programa o parte de este se repita un número de veces determinado. Es parecido a Saltar y aterrizar pero podemos controlar el número de veces que se repite el proceso. El motor B avanzan durante 1 seg y el robot emite un sonido “bip”.El proceso se repite 2 veces.

Ejemplo: El motor A y B avanzan durante 1 seg. El motor B retrocede durante 0,2 seg mientras

que

el

motor

A

continua

avanzando. El bucle se repite 4 veces.

6.2.4. SENSOR DE PRESIÓN.

A

6.2.5. DESVIOS CONDICIONALES.

8

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

Comenta

como

funciona

este

programa:

6.2.6. REALIZAR VARIAS TAREAS A LA VEZ: Ambas funciones nos permiten realizar dos tareas a la vez. En este caso las dos tareas tienen la misma prioridad y se ejecutan a la vez.

Actividad 5: Comenta el funcionamiento del programa.

En este caso la tarea de arriba es prioritaria y si se da el caso de que las dos platean acciones que no pueden cumplirse a la vez se realizará la de arriba, que es prioritaria.

6.2.7. SENSOR DE LUZ

El motor B avanza hasta que el sensor de luz detecta un brillo mayor que 20. El brillo varía entre unos valores de 1 a 100. Si no indicamos ningún valor el robot toma un valor de referencia de 55.

9

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

6.2.8. INTRODUCCIÓN A LAS VARIABLES Una variable es algo que cambia al transcurrir el tiempo. Las variables se ven el Robolab como un contenedor. Cada contenedor se identifica con un color. Puedo sumar, restar, multiplicar o dividir un valor a la variable. También puedo “poner a cero” el valor de la variable. Asignamos un valor inicial de “1” a la variable. Los motores avanzan un tiempo que coincide con el valor de la variable. Al finalizar el ciclo sumamos al valor actual de la variable +1. El ciclo se repite y los motores avanzarán el nuevo valor de la variable.

10

IES Zoco, Córdoba

Dpto. Tecnología

ROBOLAB: GUIA DE COMANDOS A

A B C ABC

A

Los

modificadores

son

los

parámetros que podemos modificar en cada objeto. Por ejemplo en un motor

podemos

velocidad.

11

modificar

su

IES Zoco, Córdoba

12

Dpto. Tecnología