Un poco de Historia...
Robot proviene de la palabra
checa "Robota" que significa “trabajo forzado”. Fue aplicada por
primera vez a las máquinas en los años 1920. Sin embargo, los robots que se
mueven por si mismos son mucho más viejos que eso. Alcanzaron la altura de la
perfección en los autómatas relojeros del siglo XVIII, los cuales realizaban
acciones complejas para la diversión de sus ricos propietarios, por ejemplo,
escribir una frase completa. Estos primitivos robots eran enteramente movidos
por complejos engranajes y palancas.
Ahora... Vamos a Definir
esto:
Como una ciencia en
crecimiento, la robótica no tiene una definición clara de ella misma. El mismo
Joseph Engelberger, conocido como el padre de la robótica, expresó claramente
esta idea con su frase: "No puedo definir un robot, pero reconozco uno cuando
lo veo".
La mayoría de sus
definiciones vienen a encajar a los robots de manufactura que son los más
utilizados, esto se debe principalmente a que el concepto de robot y
manipulador tiende a ser confundido. Por ejemplo, en Japón no se exige mucha
complejidad al nombrar un robot, basta con que sea un dispositivo mecánico
destinado a la manipulación.
La RIA (Asociación de
Industrias Robóticas fundada en 1974 y dedicada únicamente al servicio la
robótica industrial) define los robots como "un manipulador multifuncional
reprogramable, capaz de mover piezas, herramientas o dispositivos especiales,
según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas".
Como definición adicional.
En términos generales un robot es una máquina con similitud humana o que al
menos puede realizar tareas que pueden sustituir tareas realizadas por el
hombre. Dicho dispositivo puede ser reprogramado para realizar tareas diversas.
Un robot utiliza ciencias como la electrónica, mecánica, matemática e
informática para su funcionamiento.
Los robots pueden ser
clasificados de muchas maneras, desde las funciones que realizan, su
inteligencia, el control que se puede ejercer sobre ellos y hasta el lenguaje
de programación con el que se programa. Casi todas las definiciones y clasificaciones
existentes responden a los robots industriales, que son los mas ampliamente
utilizados. Los robots de servicio se encuentran todavia en una etapa muy
temprana y aun falta mucho para que alcancen el desarrollo de los robots
industriales.
¿Cuáles son las Ventajas y
Desventajas de la Robótica?
Ventajas:
- Mayor precisión, sin
cansancio.
- No hay sindicatos de
robots.
- Tareas peligrosas.
- Realidad Ampliada.
- Mayor velocidad.
- Reducción de costos.
- Pueden ir a donde el
humano no puede.
Desventajas:
- Pueden ser peligrosos.
- Desplazamiento de mano de
obra humana.
- Generan un rezago
tecnológico importante.
- Cambio de paradigma.
Sus Características:
Existen diversos tipos de
clasificaciones de robots y cada clasificación tiene diversas características,
algunas de las características que comparten estos robots son:
- Movimiento. Sistema de
coordenadas en las que el robot se va a desplazar. Cartesianas, Cilíndricas,
Polares
- Energía. Un robot debe de
tener una fuente de energía para poder convertirla en trabajo cada vez que
efectúa algún movimiento.
- Grados de libertad. Se
utilizan para conocer la posición de cada actuador y articulación del robot
para que el efector final este en la posición para realizar la tarea
programada.
- Captación de la
información. Se refiere a los sensores que van a darle al robot la información
necesaria para que desempeñe la actividad para la que está diseñado.
- Autonomía. La forma en que
un robot desempeña una actividad tiene complejidad. Si esta tiene algún
dinamismo es mayor es por esto que una de las ramas de la robótica muy
importante es la de la inteligencia artificial (IA).
Entonces un robots es un
sistema que contiene sensores, un sistema de control, manipuladores, fuentes de
poder y software. Todos estos componentes juntos para realizar una tarea.
Y para finalizar, un dato
interesante...
Sensor de Posición:
Potenciómetros:
Dentro de un potenciómetro
normal encontraremos un anillo circular de material resistivo (resistencia).
Sobre el eje del potenciómetro hay un contacto que gira, deslizándose sobre
este material resistivo. La resistencia eléctrica entre un extremo del anillo y
el contacto es proporcional a la posición angular del eje. Si se aplica un
voltaje entre los extremos del resistor del potenciómetro, el voltaje en el
contacto varía en relación directa con la posición angular del eje. Este
voltaje se puede ingresar a un convertidor analógico-digital (A/D) para obtener
el valor digital de la posición angular.
Codificadores incrementales:
Un codificador incremental
de rotación está formado por un disco con ranuras radiales ubicadas por lo
general muy juntas en toda su circunferencia, o sino con líneas alternadas en
color claro y oscuro, que giran frente a un fotosensor (o un conjunto de éstos,
para más precisión), generando un pulso por cada ranura o cambio de color.
Un ejemplo típico de este
tipo de codificadores se puede ver dentro de los mouses (ratones) de computadora:
pequeños discos con ranuras en cada eje de movimiento. Un circuito lleva la
cuenta de los pulsos, con lo que se puede conocer tanto el ángulo que se ha
avanzado como la velocidad de giro (midiendo el tiempo entre pulsos). Estos
codificadores son baratos pero no ofrecen una posición absoluta (como el
potenciómetro), ya que el disco es igual en toda su circunferencia y no hay
manera de saber dónde está ubicado (en qué ángulo absoluto) el eje.
Habitualmente, se debe proveer al sistema de una manera de ubicarse en una
posición cero, y de ahí en adelante contar pulsos hacia adelante o hacia atrás.
Codificadores absolutos:
Los codificadores absolutos
ópticos funcionan con un concepto similar al de los tipos incrementales, sólo
que poseen un disco con un dibujo complejo, distribuido en anillos concéntricos
que representan los bits de una palabra binaria. Deben tener un detector óptico
por cada uno de estos anillos. Por ejemplo un disco con 8 anillos (como el de
la figura), tendrá una resolución de 8 bits, o sea que podrá dividir su
circunferencia en 256 porciones (más de 1 grado, si hablamos de ángulo). Un
disco con más anillos concéntricos ofrecerá más bits de resolución y dará un
dato de posición angular más preciso.
Por razones de precisión
óptica, la codificación se suele hacer en una codificación llamada código Gray,
que luego se traduce en el código binario estándar que utiliza una computadora
para sus cuentas.
Resolvers:
Los resolvers parecen
pequeños motores pero son, esencialmente, transformadores rotativos diseñados
de tal modo que su coeficiente de acoplamiento entre el rotor y el estator
varía según sea la posición angular del eje. En su diseño más simple, el
resolver consta de dos bobinados en el estator, que detectan una señal senoidal
de inducción, emitida por un tercer bobinado desde el rotor; una de las bobinas
detectoras corresponde al seno y la otra al coseno (están ubicadas en
posiciones separadas, obviamente, por un ángulo de 90°). La bobina excitadora
del rotor es alimentada por una señal de corriente alterna senoidal que le
llega a través de anillos de metal (contactos) ubicados sobre el eje, y
escobillas. Este diseño tiene el inconveniente de que el mecanismo de
escobillas sufre un desgaste continuo, lo que hace posible, pasado cierto tiempo
de uso, que desde ahí se ingrese ruido en la señal. Tanto el rotor como el
estator están construidos con un núcleo de hierro laminado.
