cinetica robotica


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Cinética del R obot
Introducción
Los robots clásicos presentan una arquitectura antropomórfica serial, semejante al brazo humano. Consisten de una serie de barras rígidas unidas entre sí a través de articulaciones de un grado de libertad del tipo rotacional o prismática. En general cada articulación logra su movimiento a través de un accionamiento de potencia e incluye otrosdispositivos como reductores de velocidad, frenos y sensores de posición o velocidad.
Aunque al definir las relaciones cinemáticas de un robot no se suelen consideran los aspectos dinámicos, nada más alejado de la realidad cuando se quiere diseñar un robot ya que existe una inevitable relación causa-efecto entre la cinemática y la dinámica.
Las arquitecturas de los robots clásicos presentan unaserie de propiedades dinámicas y estructurales caracterizadas por una gran rigidez estructural, repetitividad y elevado peso propio. El elevado peso propio de los robots clásicos limita la capacidad carga útil y las velocidades de trabajo, las cuales usualmente están en torno a los 60 grados/seg. Para las primeras tres articulaciones de los robots industriales (robots de soldadura) y 250grados/seg. Para los robots pequeños de altas prestaciones como el STÄUBLI RX90.
El brazo o manipulador
La estructura mecánica del manipulador puede ser tan variada como los fabricantes que las hacen. Pero generalmente se pueden distinguir cuatro partes principales en el manipulador: el pedestal, el cuerpo, el brazo y el antebrazo.

Figura 1.1: Brazo robótico jugador de baloncesto(UniversidadNacional de Chiao-Tung).
Las articulaciones entre las distintas partes rígidas del brazo pueden ser giratorias (como las del brazo humano) o deslizantes (si hay traslación de las partes). El número de elementos del brazo y sus articulaciones determinan una característica propia de cada robot. Al número de movimientos espaciales independientes entre sí se le denomina grados de libertad.
Campo de acciónDebido a la estructura de las articulaciones y al número de ellas existente, el brazo del robot puede llegar a alcanzar ciertos puntos del espacio, pero nunca todos. Al conjunto de los puntos del espacio que el robot puede alcanzar con su herramienta se le denomina campo de acción, y es una característica propia de cada robot.
Los fabricantes nos ofrecen en sus catálogos todo un montón dedibujitos en los que podemos ver las zonas que el robot alcanza y las que no.
Hay otras tres características que definen la calidad del movimiento de un robot:
Resolución (o precisión). Es el mínimo movimiento que puede realizar el robot expresado en milímetros.
Repetitividad. Es una medida estadística del error que comete un robot al colocarse repetidas veces en un mismo punto.
Exactitud. Es unamedida de la distancia que hay entre el punto donde se ha colocado el extremo del brazo y el punto real donde debería haberlo hecho.
Cinética o Cinemática
La cinemática es la rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. La aceleración esel ritmo con el que cambia la velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales magnitudes que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.
Para controlar la posición debemos conocer las propiedades dinámicas del sistema con el fin de saber cuánta fuerza se requiere para lograr moverlo, ya sea poca fuerza, el sistema responderá de na forma muy lenta; encambio siaplicamos demasiada fuerza, el sistema puede golpear contra objets u oscilar sobre la posicion deseada.
La cinemática de robots industriales y de brazos manipuladores hace referencia al estudio de su movimiento respecto de un sistema de coor­denadas fijo (o global) en función del tiempo, independientemente de las causas que lo producen (sean fuerzas o momentos).
La cinemática del brazo del robot...