Robots

Robótica. Assimov. Engelberg. Controlador y actuador

  • Enviado por: Mar
  • Idioma: castellano
  • País: México México
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1 ¿De dónde proviene el término robot?

El nombre de robots es tomado del vocablo checo "robota" que significa siervo y que es idéntico al término ruso que significa trabajo arduo, repetitivo y monótono, y lo usó por primera vez el escritor Karel Capek en 1917 para referirse en su obras a máquinas con forma humanoide.

2 ¿Qué es un robot industrial?

Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable diseñado para desplazar materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales mediante movimientos programados variables para la ejecución de una diversidad de tareas.

3 Según la Robotics Industries Association (RIA), ¿Qué es un robot industrial?

Un robot industrial es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, a través de movimientos variables programados para la ejecución de diversas actividades.

4 Es extensa la analogía humana de un robot industrial ¿Por qué?

Hoy la analogía humana en referencia a un rubor industrial es muy exacta porque cada vez mas se parecen los robots a los humanos y tienen un comportamiento parecido. Así mismo encontramos algunas máquinas que operan en un lugar fijo dentro de una fabrica. Los avances han ido en aumento con esto mismo existen atributos similares a los humanos, es decir, grandes capacidades, mayor inteligencia, un alto nivel de destreza manual y menores limitantes en el grado de movilidad. Esto denota las tendencias de crecimiento y desarrollo hacia mayores capacidades parecidas a las humanas.

5 ¿Cuál fue de las primeras obras donde se dio un concepto humanoide a los robots?

Una novela de Mary Sheiley, publicada en Inglaterra en 1817, Con el título Frankenstein, la narración se refiere a los esfuerzos de un científico, el doctor Frankenstein, para crear un monstruo humanoide que luego produjo estragos en la comunidad local.

6 ¿Cómo relaciona la obra el concepto humano hacia el robot?

Qué es un ser sensible, que tiene movimientos propios y decisiones propias.

7 ¿Qué obra dio lugar al término robot?

Una obra checoslovaca publicada en el año 1917 por Karel Capek, denominada Rossum's Universal Robots, dio lugar al termino robot.

8 ¿Cómo se aplica el término robota en la obra?

La palabra checa robota significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo al inglés se convirtió en el término robot. La historia se refiere a un brillante científico llamado Rossum y su hijo que desarrollaron un a sustancia química que es similar al protoplasma. Ellos usaron la sustancia para manufacturar robots. Su plan era que los robots sirvieran para obedecer ordenes humanas y así realizar labores típicas. Rossum continua para hacer mejoras en el diseño de los robots eliminando organos innecesarios. Finalmente desarrollar un ser perfecto.

9 ¿Cuál es la imagen de Issac Asimoy de un robot en su obra?

La imagen de un robot que aparece en su obra es la de una máquina bien diseñada y con una seguridad garantizada. Que se desarrolla de acuerdo a tres principios: Los 3 principios son llamados como las 3 leyes de la robótica.

10 ¿A quién se le atribuye el término robótica?

Isaac Asimov.

11 ¿Cuáles son los tres principios o leyes de la robótica según Asimov?

Un robot no puede lastimar ni permitir que sea lastimado ningún ser humano.

El robot debe obedecer a todas las órdenes de los humanos, excepto las que contraigan la primera ley.

El robot debe autoprotegerse, salvo que para hacerlo entre en conflicto con la primera o segunda ley.

12 Alrededor del siglo XVIII y al XIX, ¿Qué dispositivos mecánicos se crearon con características de robot?

A mediados de los años 1700 Jaques de Vaucanson construyó varios músicos de tamaño humano. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la diversión. En 1805, Henri Mailardet construyó una muñeca que era capaz de hacer dibujos. Una serie de levas se utilizaban como el <programa> para el dispositivo en el proceso de escribir y dibujar. Hay otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial,

13 ¿Quiénes participaron en estas creaciones?

Jacques de Vaucanson, Henri Mailardet.

14 ¿En qué consiste la telequerica y que ventajas proporciona un teleoperador?

Consiste en la utilización de un manipulador remoto controlado por un ser humano. El teleoperador puede permanecer en un lugar seguro; no obstante mirando a través de una ventana de cristal plomado o mediante televisión en circuito cerrado, el operador puede guiar los movimientos del brazo remoto.

15 ¿Que constituye la base para un robot moderno?

La combinación del control numérico y la telequéríca.

16 ¿Quiénes lograron la confluencia de estas dos tecnologías?

Ciril Walter Kenward y George C. Devol.

17 ¿Cuáles son las invenciones desarrolladas por George Devol?

1) Un dispositivo para grabar magnéticamente señales eléctricas y reproducirlas para controlar una máquina.

2) Se denomina <Transferencia de Artículos Programada>.

18 ¿Cómo llego a involucrarse Joseph F. Engelberg a la robotica?

Se graduó en la universidad de Columbia en Física en 1949. Siendo estudiante había leído con fascinación varias de la novelas de Asimov. A mediados de los años 50 era el ingeniero jefe para una división aeroespacial de una compañía localizada en Stanford, Connecticut. La división estaba dedicada a la obtención de controles para motores de propulsión a chorro. En consecuencia, en el momento en que tuvo lugar en una reunión en 1956, estaba predispuesto, por su formación, afición y ocupación, hacia la robótica. De forma casual, se reunión con George Devol, durante la conversación Devol habló a Engelberg sobre su invención y ambos iniciaron conversaciones sobre la posibilidad de comercializar la invención.

19 ¿Qué otras contribuciones hubo en el campo de la robótica? ¿Cuales y quien los desarrollo?

1961-Ford Motor Company, para descarga de una máquina de fundición en troquel.

1966-Trallsa construyo e instaló un robot para pintura en spray.

1971-Universidad de Stanford desarrollo un poderoso robot eléctrico para armamento.

1974-Kawasaki instaló un robot para la operación de soldadura de motocicletas.

1975-Olivetti utilizó un robot para el ensamblaje de operaciones.

1978-Puma introdujo un robot programado basado en el diseño de General Motors.

1982-IBM introdujo el robot ensamblador RS-1 basado en la automatización.

20 ¿Cuáles son los componentes principales de un robot?

Brazo mecánico.

Controlador.

Equipo de enseñanza.

Unidad de potencia externa.

Órgano terminal.

Sensores.

Cinta o Disco.

21 ¿Cuáles son las características de un robot?

Un robot industrial es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, a través de movimientos variables programados para la ejecución de diversas actividades.

22 ¿Cuáles son las configuraciones más comunes de los robots, definirlas e ilustrarlas?

Configuración polar.

Configuración cilindrica.

Configuración de coordenadas cartesianas.

Configuración de brazo articulado.

23 Defina la configuración tipo Scara e ilustrarla

Brazo articulado solo que sus articulaciones de codo y hombro son en el eje horizontal.

Selective Compliance Assembly Robot Arm.

Proporciona rigidez al brazo en dirección vertical pero elasticidad en el plano horizontal.

Ideal para montaje.

24 ¿Cuál fue el primer lenguaje comercial y donde se desarrollo?

VAL, Unimation. Inc. por Victor Scheinman y Bruce Simano.

25 ¿Actualmente cómo suele considerarse el campo de la robótica?

Hoy en día en la Robótica, a pesar de que existen muchos robots que efectúan trabajos industriales, aquellos son capaces de desarrollar la mayoría de operaciones que la industria requiere. Al no disponer de una capacidades sensoriales bien desarrolladas, el robot es incapaz de realizar tareas que dependen del resultado de otra anterior. Si los elementos del robot son cada vez más potentes, también tendrán que serlo los programas que los controlen a través de la computadora. Si los programas son más complejos, la computadora deberá ser más potente y cumplir unos requisitos mínimos para dar una respuesta rápida a la información que le llegue a través de los censores del robot. Paralelo al avance de los robots industriales será el avance de las investigaciones de los robots, llamados androides, que también se beneficiarán de los nuevos logros en el campo de los aparatos sensoriales. De todas formas, es posible que pasen decenas de años antes de que se vea un androide con mínima apariencia humana en cuanto a movimientos y comportamiento. Se puede decir que la Robótica no solo es un campo a desarrollar, sino que en base a ella se van a sostener el funcionamiento de la gran mayoría de las actividades a realizar en nuestro futuro cercano.

26 ¿Porqué es previsible un incremento de instalaciones robóticas y que otras razones existen para determinar un incremento en el mercado de la tecnología de la robótica?

En 1987 era predecible un incremento de la tasa de crecimiento en Estados Unidos debido a varios factores.

En primer lugar, había más personas en la industria que tenían conocimiento de la tecnología y de su potencial para aplicaciones de utilidad.

En segundo lugar, la tecnología de la robótica mejorará en los próximos años de manera que hará los proyectos de aplicaciones de robots más amistosos con los usuarios, más fáciles de interconectar con otro hardware y más sencillos de instalar.

En tercer lugar a medida que crece el mercado, previsibles economías de escala en la producción de robots para proporcionar una reducción en el precio unitario, lo que hará los proyectos de aplicaciones de robots más fáciles de justificar.

En cuarto lugar, se espera que el mercado de la robótica sufra una expansión más allá de las grandes empresas, que ha sido el cliente tradicional para esta tecnología, y llegue a las empresas, de mediano tamaño y pequeño.

27 ¿En qué año se estimó el incremento de ventas de robots y cual fue el porcentaje?

En 1988 y con un porcentaje de 40%

28 ¿Cuál es la vida media de un robot?

7 años.

29 ¿Cuáles son algunos atributos que algunos robots tendrán en el futuro?

Serán unidades móviles con uno o más brazos, capacidades de sensores múltiples y con la misma potencia de procesamiento de datos y de cálculo que las grandes computadoras actuales. Serán capaces de responder a órdenes dadas con voz humana. Así mismo, serán capaces de recibir instrucciones generales y traducirlas, utilizando inteligencia artificial, en un conjunto específico de acciones requeridas para llevarlas a cabo. Podrán, oír, palpar, aplicar una fuerza media con precisión a un objeto y desplazarse por sus propios medios.

30 ¿Cuál es la primera función del sistema de control del robot?

Controlar en forma simultánea los diversos ejes de un robot.

31 ¿Cuál es la función del controlador?

Controlar el manipulador de acuerdo a lo que el usuario programó para ejecutar la actividad prescrita. El controlador de un robot no sólo puede emplearse para controlar el robot en si mismo, sino que también puede funcionar como un controlador de una célula de trabajo, a través de las interfaces con otros equipos diversos.

32 ¿Qué función tiene el microprocesador en casi todos los robots actuales y como suele estar formado el controlador?

Están dispuestos en forma jerárquica con una microcomputadora en el nivel más alto, la cual sirve como una computadora supervisora. En el nivel más bajo, hay microprocesadores que funcionan como controladores para cada grado de libertad del robot y este nivel contiene también un amplificador de potencia, un convertidor de señales digitales a señales analógicas (DAC) y un codificador de articulación para la retroalimentación.

33 ¿Qué función tiene el actuador?

Proporcionan la potencia para mover las articulaciones de un robot, por lo general son dispositivos neumáticos, hidráulicos o eléctricos.

34 ¿Con que dispositivos se pueden accionar el controlador y el actuador?

Controladores

Existen 4 acciones básicas de control que pueden ser usadas de manera individual o en combinación para proveer seis tipos diferentes de controladores:

On-Off. Proporcional. Integral.

Proporcional + Integral (P-I).

Proporcional + Derivado (P-D).

Proporcional + Integral + Derivado (P-I-D).

Actuadores.

Los actuadores son dispositivos que proveen la fuerza motriz a las juntas del robot. Generalmente obtienen su poder de una de estas tres fuentes: aire comprimido, fluido presurizado o electricidad. Son comúnmente llamados actuadores neumáticos, hidráulicos o eléctricos respectivamente.

Los elementos necesarios para un controlador son: juntas servocontroladoras, juntas amplificadoras de poder, procesador matemático, procesador ejecutador, memoria de programa, dispositivo de input. El número de juntas servocontroladoras y juntas amplificadoras de poder corresponden al número de juntas en el manipulador. Se pueden organizar de la siguiente manera:

Los comandos de movimiento son ejecutados por el controlador desde dos fuentes: input operador o memoria de programa.

En el primer caso, un operador input envía al sistema una señal usando un dispositivo input como lo puede ser un teach pendant o una terminal CRT, o bien puede ser que los comandos bajen al sistema desde un programa de memoria controlado por un procesador ejecutador.

En el segundo caso, el set de comando debe ser previamente programado en la memoria usando un dispositivo de operador input. Para el comando motriz el procesador ejecutador informa al procesador matemático de los cálculos de la transformación combinada que deben ser hechos. Cuando las transformaciones computadas son completadas, el procesador ejecutador bajan los resultados a la junta de controladores en posición de comando. Cada junta de controlador después dirige a su actuador correspondiente por medio del amplificador de poder.

35 ¿Cuántas acciones básicas de control se utilizan para proporcionar los seis tipos más comunes de controladores?

4: Control todo o nada, control proporcional, control derivativo, control integral.

36 ¿Cuáles son los seis tipos básicos de control y describa cada uno?

Todo o nada

Proporcional

Integral

Proporcional + integral (P-I)

Proporcional + derivativo (P-D)

Proporcional + integral + derivativo (P-I-D)

37 ¿Cuáles son los principales sensores utilizados en los robots?

Sensores táctiles.

Sensores de proximidad y de alcance.

Sensores diversos y sistemas basados en un sensor.

Visión de máquina.

38 De a su sistema de control como se clasifican los robots. Defina cada uno

El tipo de control más simple es el robot no servocontrolado o de secuencia limitada. Para un control más complejo y una mayor flexibilidad, la práctica industrial actual emplea robots servocontrolados. Los robots no servocontrolados también se conocen como robots de secuencia limitada, robots de punto final, robots de selección y colocación o robots bang-bang. Este tipo de robot es controlado por medio de una fijación de paros mecánicos o de cambios límites que establecen los puntos finales del recorrido de cada articulación. La preparación mecánica para proporcionar la posición y la secuencia de los paros adecuados sirve más como un enfoque rudimentario de programación, que como un lenguaje intensivo de programación de robots por computadora. El servocontrol de un robot industrial se lleva a cabo por medio de una comparación de la información retroalimentada con la entrada de las instrucciones, de tal modo que permita un seguimiento de la trayectoria deseada, es decir, un sistema de circuito cerrado. La información de retroalimentación sobre la posición, la velocidad u otras variables físicas, se proporciona al controlar en forma continua las variables de interés.

39 De acuerdo a su sistema de impulsión como se clasifican los robots. Defina cada uno.

Eléctricos.

Características:

Impulso eléctrico.

Alta repetibilidad.

Baja capacidad de carga.

Volumen de trabajo pequeño.

Neumáticos.

Características:

Impulsado por aire.

De regular a alta repetibilidad.

Capacidad de carga baja.

Volumen de trabajo pequeño.

Inconveniente con respecto a la fuga de aire.

Hidráulico.

Características:

Baja repetibilidad.

Alto volumen de trabajo.

Alta capacidad de carga.

Inconveniente, la fuga del fluido que es regularmente aceite.

40 ¿Cuáles son las aplicaciones más comunes de los robots, mencionando los principales países y el parque de robots con que cuentan?

El mayor número de aplicaciones en los que se utilizan los robots en estos tiempos son en la industria automotriz, en soldadura, pintado con “spray”. Este tipo de robots constituye la clase más grande de robots industriales en EU. Incluso algunos autores sugieren que cerca del 90% de los robots industriales en EU constituyen este tipo de aplicaciones. Entre los países mas sobresalientes en la robótica se encuentran USA, Japón, Francia, Alemania e Inglaterra