Robótica

              Robótica     

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.

Para más información visita:

http://es.wikibooks.org/wiki/Rob%C3%B3tica