Fundamentos Te�ricos

Robots Industriales

Definici�n de rob�tica industrial Mikell Groover, en su libro Automation, Production Systems and Computer Integrated Manufacturing, define al robot industrial como "...una m�quina programable, de prop�sito general, que posee ciertas caracter�sticas antropom�rficas, es decir, con caracter�sticas basadas en la figura humana..." Cabe destacar que la caracter�stica antropom�rfica m�s com�n en nuestros d�as es la de un brazo mec�nico, el cual realiza diversas tareas industriales.

Componentes de un robot:

El componente Articular lo constituye el manipulador, el cual consta de varias Articulaciones y sus elementos. Las partes que conforman el manipulador reciben los nombres de: cuerpo, brazo, mu�eca y actuador final. Al actuador final se le conoce com�nmente como sujetador o gripper

Vamos a centrar nuestra atenci�n en los elementos de las articulaciones. Cada articulaci�n provee al robot de al menos un "grado de libertad". En otras palabras, las articulaciones permiten al manipulador realizar movimientos:

Lineales que pueden ser horizontales o verticales.	Por articulaci�n
	(En los dos casos la l�nea roja representa la trayectoria seguida por el robot).

Adem�s del manipulador, los otros elementos que forman parte del robot son un controlador, mecanismos de entrada y salida de datos y dispositivos especiales. El controlador del robot, como su nombre lo indica, es el que controla cada uno de los movimientos del manipulador y guarda sus posiciones. El controlador recibe y env�a se�ales a otras m�quinas-herramientas (por medio de se�ales de entrada/salida) y almacena programas.

Los mecanismos de entrada y salida, m�s comunes son: teclado, monitor y caja de comandos llamada "teach pendant". En el dibujo anterior tenemos un controlador (computer module) que env�a se�ales a los motores de cada uno de los ejes del robot, la caja de comandos ("teach pendant") la cual sirve para ense�arle las posiciones al manipulador del robot. Para mandar instrucciones al controlador y para dar de alta programas de control, com�nmente se utiliza una computadora adicional. Es necesario aclarar que algunos robots �nicamente poseen uno de estos componentes. En estos casos, uno de los componentes de entrada y salida permite la realizaci�n de todas las funciones.

Actuador final (gripper):

El actuador final (gripper) es un dispositivo que se une a la mu�eca del brazo del robot con la finalidad de activarlo para la realizaci�n de una tarea espec�fica. La raz�n por la que existen distintos tipos de efectores finales es, precisamente, por las funciones que realizan. Los diversos tipos podemos dividirlos en dos grandes categor�as: pinzas y herramientas.

Las pinzas han sido dise�adas para que el robot cargue y descargue objetos, transporte materiales y ensamble piezas.

Los tipos de pinzas m�s comunes pertenecen al tipo llamado pivotante. Los dedos de la pinza giran en relaci�n con los puntos fijos del pivote. De esta manera, la pinza se abre y se cierra
	Otro tipo de pinzas se denominan de movimiento lineal. En este caso, los dedos se abren y se cierran ejecutando un movimiento paralelo entre s�.
Al momento de dise�ar una pinza deben tomarse en cuenta la forma y peso de la pieza de trabajo as� como el tipo de movimiento que har�n los dedos. Con estos lineamientos, se puede asegurar una buena sujeci�n, de tal forma que la pinza no modifique o da�e la estructura de la pieza. Una regla general es que la pinza debe sujetar a la pieza de trabajo de su centro de gravedad, esto ocasiona que se anulen los momentos que se pudieran generar por el peso de la pieza de trabajo.
	Para reducir los tiempos de ciclo en operaciones de carga y descarga de piezas a m�quinas-herramientas se pueden dise�ar efectores finales con doble pinza. Existen otros tipos de pinzas como ventosas, pinzas magn�ticas y pinzas adhesivas. Dependiendo de la aplicaci�n se puede sustituir las pinzas por herramientas
El robot que aparece en la siguiente figura tiene un dispositivo en su mu�eca para aplicaciones de soldadura	En este robot el efector final consiste de una serie de sensores que puede tener diversas aplicaciones (medici�n, inspecci�n).

Grados de libertad: Sin duda, una de las principales caracter�sticas que definen a los robots lo constituye los "grados de libertad" que posea. Hablar de "grados de libertad" equivale a decir n�mero y tipo de movimientos del manipulador.

Observando los movimientos del brazo y de la mu�eca, podemos determinar el n�mero de grados de libertad que presenta un robot. Generalmente, tanto en el brazo como en la mu�eca, se encuentra una variaci�n que va desde uno hasta los tres grados de libertad.

A la mu�eca de un manipulador le corresponden los siguientes movimientos o grados de libertad: giro (hand rotate), elevaci�n (wrist flex) y desviaci�n(wrist rotate) como lo muestra el siguiente modelo.

Cabe hacer notar que existen mu�ecas que no pueden realizar los tres tipos de movimiento Los grados de libertad del brazo de un manipulador est�n directamente relacionados con su anatom�a, o configuraci�n. Clasificaci�n de robots en funci�n del tipo de articulaciones

Cartesianos: sus tres articulaciones son prism�ticas. Si est�n suspendidos del techo son de p�rtico.

Cil�ndricos: poseen la primer articulaci�n angular y las otras dos prism�ticas.

Polares: las dos primeras articulaciones son angulares y a tercera prism�tica. Angulares: todas las articulaciones son angulares