Robot De

Configuración

Esférica.

Leonardo Sarmiento.

Jorge Escobar.

Luis Fernández.

Guillermo Domínguez.

Introducción: Un robot industrial se encuentra compuesto por un

conjunto de articulaciones y eslabones, los cuales forman una cadena en cinemática abierta (es decir los dos extremos no se tocan) [1], esto nos permite realizar distintos trabajos en dependencia del tipo de configuración utilizada, la primera articulación sirve de base, y al final de la ultima se suele colocar la herramienta de trabajo del robot.

La configuración esférica presenta dos articulaciones rotacionales y una articulación prismática [1], Los ejes de movimiento de las articulaciones son mutuamente perpendiculares entre si [1].

Introducción:

El área de trabajo bajo estaconfiguración es una esferahueca, estos robots no lograndesplazarse dentro de todo elvolumen descrito pues posenun área muerta que seencuentra en relación directacon la longitud del elementoque se encuentra en el ejede la articulación prismática(brazo extensor); en la figura2 se puede observar el áreade trabajo general de losrobots esféricos.

Antecedentes La robótica industrial depende mucho de dos tecnologías

como la de control numérico y de tele operadores, losrobots en la industria empezaron a crecer en la década de1960. El primer robot cilíndrico se instaló en General Motorsen 1961, fue desarrollado por Joe Engelberger y GeorgeDevol, el robot anímate obedecía comandos paso a pasoalmacenados en un tambor magnético y con su brazo de4 libras apilaba piezas calientes de metal fundido[3],[4],[5].

En 1961 General Motors instalo un robot de configuraciónesferica que es un dispositivo multifuncional reprogramablepara manipular material atreves de movimientosprogramados para tareas variadas [3],[4],[5].

Antecedentes El robot Unimate trasportaba las piezas fundidas

en el molde hasta llegar a la cadena de montajey soldar las partes sobre el chasis de un vehículo loque se ganaba con el Unimate es que lostrabajadores no inhalaban los gases decombustión q emanaba la suelda [3],[4],[5].

El robot unimate está compuesto por una cajacomputarizada, junto u conectada con otracada que enlazaba a un brazo articulado, con unprograma de tareas almacenado en la memoriade tambor. En el 2013 se admite en el Robot Hallof Fame [3],[4],[5].

Robot Con Configuración

Esférica Unimate 1000

Es una configuracióncaracterizada pordos articulaciones derotación y unaprismática (RRP), deforma que laposición del extremodel tercer eslabón esexpresado mediantecoordenadas polares[6].

Características

Precisión:

Es la medida del mínimo movimiento que

puede realizar el robot expresado en la

unidad de milímetros.

∓1𝑚𝑚 [7].

Características

Repetivilidad:

Es una medida estadística que nos

permite saber el error que comete el

robot al posicionarse varias veces en un

mismo punto.

∓1,3𝑚𝑚 [7].

Características

Carga

29.9Kg [7].

Velocidad

La velocidad de este robot manipulador es

programable [7].

Otras Características

Volumen De Trabajo Genérico

Tiene un buen volumen de trabajo, que en lamayoría de los casos es solo menor a laconfiguración angular.

Si el robot tiene un radio de giro de 360 grados yun rango de desplazamiento L, se define como suvolumen de trabajo al espacio que existe entreuna esfera de radio 2L con una esferaconcéntrica de radio L. Este volumen de trabajoes igual a la resta del volumen de las mismas [6]:

28

3𝜋𝐿3

Volumen De Trabajo

Específico Y Medidas

Para el robot manipulador no se tiene un giro

de 360 grados, sino una libertad 208 grados

en la articulación de rotación horizontal y 56

grados en la articulación de rotación vertical,

con un rango de desplazamiento igual a 106

centímetros [7].

Para el montaje del robot se necesita un

espacio de 3 x 3 metros [7].

Volumen

De Trabajo

Específico Y

Medidas

Aplicaciones

Los robots esféricos como el caso de la marca Unimate se utilizan conéxito en una amplia gama de operaciones de manipulación y defabricación. La marca Unimate ofrece una fiabilidad de hasta el 98%en una gama variada de opciones estándar, El Robot en análisispuede ser adaptado a aplicaciones específicas, entre ellas:

Cargar maquinaria: Puede alzar maquinaria pesada, ello es muy útilpara hacer inspección y mantenimiento de ciertas maquinasherramienta o motores ya que dichas operaciones son más sencillas sidichos objetos están suspendidos en el aire [7].

Fundición de metal: Tiene la capacidad de trabajar en ambientesdonde se usa metal fundido, puede trasladar el material fundido encucharones, también pueden lubricar y refrigerar piezas ciertas piezaso maquinas involucradas en la fábrica de fundición. La vida útil delrobot se puede alargar si las máquinas de fundición a presión puedencontrolan su temperatura por tiempos de ciclo uniformes [7].

Aplicaciones

Prensa de troquel: Al ser de accionamiento hidráulico tieneun alto torque para transferir presión a un troquel, setroquelar hasta 400 piezas por hora usando este robot [7].

Forja: Al igual que puede transferir presión a un troqueltambién puede hacerlo a una prensa para forjar metalgracias al torque que maneja por su accionamientohidráulico [7].

Para fabricación de moldes de cera: Los movimientos suavesy controlados de los robots proporcionan una calidad demolde imposible de lograr manualmente [7].

Soldado: Por ejemplo en líneas de fabricación deautomóviles puede realizar el soldado con una uniformidadde localización y la integridad de la soldadura [7].

Video

En el siguiente link se puede encontrar un

video que describe el movimiento y

funcionamiento del robot UNIMATE, que

trabaja con un configuración esférica:

http://www.youtube.com/watch?v=CYZ9

TZHnkp4

Robot Manipulador Unimate

1000

Robot Manipulador Stanford

Referencias: F. Reyes; “Matlab aplicado a robótica y mecatrónica”, paginas 245-246 ,Grupo editor

Alfaomega, Mexico, 2012.

Referencias National Chung Hsing University, Department of mechanical engineering;“Robotic Systems”, publicacion en linea disponible en: http://goo.gl/Ix1wcB

Referencias History an evolution of industrial robots Silvia TRANNDAFARI & Catalin SCRIPAUniversity “Transilvania” of Brasov faculty Technological Engineering and IndustrialManagement

Referencias Dumitri. A. lonescu, E. Dutina, FlDiaconesc.D, “Automate of control si deservire-Roboti Industriali”, ed. University the Brasov,1986

Referencias Draganescu, M.”A doua revolutie Industriala’’, E.T. Bucuresti.1980

Referencias Aníbal Ollero Baturone, Robótica: Manipuladores y robots móviles, MarcomboBouxareu Editores, Páginas 18-20, 2001, Disponible en google books.

Referencias V. Daniel Hunt, Industrial Robotics Handbook, Industrial Press Inc., New York,Páginas 257-259, 1983, Disponible en google books.