Un robot es un manipulador programable multifuncional diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos utilizando varios movimientos preprogramados para la realización de una variedad de tareas.
Un robot industrial consiste en varios eslabones rígidos conectados por juntas de diferentes tipos, controlados y monitoreados por una computadora.
Un robot utiliza varias fuentes de energía para realizar una acción. Puede obtener potencia principalmente de accionamientos hidráulicos, diseñados para accionar juntas lineales o giratorias. Le dan a un robot alta velocidad y fuerza, mientras que el accionamiento eléctrico proporciona a un robot menos velocidad y fuerza, lo que los hace ideales para robots más pequeños.
Sin embargo, los robots respaldados por sistemas de accionamiento eléctrico son más precisos, exhiben una mejor repetibilidad y son más limpios de usar. El accionamiento neumático, por otro lado, es útil para robots más pequeños con menos grados de libertad, pero puede realizar operaciones simples de manejo de materiales de recoger y colocar.
Sensores robóticos
Un robot necesita detección para ser un participante activo en el entorno. El sensor constituye la ventana de un robot al entorno. Cada sensor funciona según el principio de transducción, es decir, una conversión de energía de una forma a otra. Los sensores miden una cantidad física; no proporcionan el estado.
Los sensores son dispositivos para detectar y medir las propiedades geométricas y físicas de los robots y el entorno que los rodea, como la posición, la orientación, la velocidad, la aceleración, la distancia, el tamaño, la fuerza, el momento, la temperatura, la luminancia, el peso, etc.
Los sensores de los robots se pueden clasificar en dos grupos: sensores internos y sensores externos. Los sensores internos obtienen información sobre el propio robot, como su posición, velocidad, aceleración, etc., mientras que los sensores externos recopilan la información del entorno que lo rodea.
- Los sensores de posición monitorean la posición de las articulaciones de un robot y los datos de posición se retroalimentan a los sistemas de control para determinar la precisión de los movimientos.
- Los sensores de rango evalúan las distancias de un punto de referencia a otro. La detección de rango se logra por medio de cámaras de televisión o transmisores y receptores de sonar.
- Los sensores de velocidad estiman la velocidad con la que se mueve un manipulador. Las variaciones en la aceleración durante los movimientos dan lugar a la naturaleza dinámica del manipulador. Estos sensores monitorean y controlan las fuerzas de inercia (que ocurren debido a cambios en la aceleración), las fuerzas de amortiguamiento (que ocurren debido a cambios en la velocidad) y las fuerzas de resorte (que ocurren debido al alargamiento, causado por la gravedad y los pesos transportados), para precisar -ajuste el rendimiento dinámico del manipulador.
- El sensor de proximidad detecta e indica la presencia de un objeto dentro de una distancia o espacio especificado sin ningún contacto físico.
- Los giroscopios son sensores de rumbo que mantienen la orientación en un marco fijo.
- Los acelerómetros miden aceleraciones relativas a un marco de inercia.
La mano de un robot
La mano de un robot es un efector final, montado en la muñeca para permitir que el robot realice tareas específicas. Existen varios tipos de efectores finales, diseñados para un mismo robot para hacerlo más flexible y versátil.
Por ejemplo, las pinzas agarran y sostienen un objeto y lo colocan en la ubicación deseada. Las pinzas se clasifican en pinzas mecánicas, pinzas magnéticas, ventosas o de vacío, pinzas adhesivas, ganchos, cucharones, etc.
Un robot manipula una herramienta para operar en una pieza de trabajo. Aquí la herramienta actúa como un efector final. Los ejemplos típicos de herramientas utilizadas como efectores finales son las herramientas de soldadura por puntos, las herramientas de soldadura por arco, las boquillas de pintura en aerosol y los husillos giratorios para taladrar y esmerilar.
Movimiento y precisión de robots
La velocidad de respuesta y la estabilidad son dos características cruciales del movimiento de un robot. La velocidad define qué tan rápido se mueve el brazo del robot de un punto a otro, mientras que la estabilidad se refiere al movimiento de un robot con la menor cantidad de oscilación. La precisión del movimiento del robot está definida por características esenciales como la resolución espacial, que es el incremento de movimiento más pequeño en el que el robot puede dividir su volumen de trabajo. La resolución espacial depende del control del sistema, la resolución y las imprecisiones mecánicas del robot.
Una articulación robótica es un mecanismo que permite el movimiento relativo entre las partes de un brazo robótico. Algunos de los movimientos básicos necesarios para la mayoría de los robots industriales son (1) el movimiento de rotación que permite al robot colocar su brazo en cualquier dirección en un plano horizontal; (2) movimiento radial que permite al robot mover radicalmente su efector final para alcanzar puntos distantes y (3) movimiento vertical que permite al robot llevar su efector final a diferentes alturas.