Robotica

RESUMEN
El presente proyecto tiene por objetivo desarrollar el modelo físico, el diseño funcional y el análisis cinemático de un robot manipulador de cinco grados de libertad.
Se inicia la investigación estudiándolos fundamentos de la robótica industrial y sus aplicaciones. Se determina la geometría del robot a partir de una tarea específica que cumple el manipulador, se estudia y selecciona laconfiguración del robot.
A partir de los datos obtenidos de la geometría del robot se realiza el diseño funcional con ayuda de SolidWorks. Con el diseño funcional se realiza el estudio cinemático del robot y la aplicación de los Parámetros de Denavit-Hartenberg.
Finalmente se tienen los siguientes resultados: diseño funcional de un robot industrial y cinemática directa e inversa.PRESENTACIÓN
Industrias manufactureras, automotrices, constructoras, de servicios y otras, requieren de la aplicación de robots industriales en sus procesos para aumentar la productividad sin afectar la ergonomía de los trabajadores, operarios y obreros.
El desarrollo de las maquinas es sinónimo de desarrollo de la humanidad, el presente proyecto pretende explicar un poco la forma en que dichos robots sediseñan y la manera en que pueden llegar a operar y/o funcionar.

1. ORIGEN Y DESARROLLO DE LA ROBOTICA
La historia de los robots es muy amplia, en esta investigación se realiza un resumen:
En 1942 Issac Asimov utiliza por primera vez el término “robótica” en su historia llamada Runaround y la definió como: el estudio sistemático de robots, su construcción, mantenimiento, y comportamiento. En1948 Norbert Winer publica el libro Cybernetics, el cual incluye conceptos para la operación de robots. En 1954 George Devol diseña y patenta el primer robot programable con la formación de si compañía Unimation.
En 1961, J. F. Engelberg y G. C. Devol, considerados los padres de la robótica industrial, construyen el primer robot industrial, Unimate-2000. Este robot se instala en las fábricas deGeneral Motors al año siguiente. En 1970 el Dr. Victor Scheinman de la universidad de Stanford diseña un brazo robot movido por motores eléctricos precursor de la serie de robots industriales Puma.
En 1973 se funda ASEA (después llamada ABB) primera empresa europea que comercializó robots industriales. En 1978, Unimation desarrolla, con especificaciones de General Motors, el robot Puma(Programmable Universal Machine for Assembly).
En 1982, el profesor Makino de la Universidad Yamanashi de Japón, desarrolla el concepto de robot SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm), que busca un robot con número reducido de grados de libertad (3 ó 4), un coste limitado y una configuración orientada al ensamblado de piezas.
2. GRADOS DE LIBERTAD DE UN ROBOT
Los robots consisten en unconjunto de eslabones conectados mediante articulaciones que permiten el movimiento relativo entre los eslabones adyacentes. En el caso de los robots industriales el número de grados de libertad suele equivaler al número de articulaciones siempre y cuando cada articulación tenga un solo grado de libertad. Cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulación con respecto a laanterior, se denomina grado de libertad (GDL).
El número de GDL del robot viene dado por la suma de los grados de libertad de las articulaciones que lo componen. Puesto que mayoritariamente se utilizan las articulaciones de rotación y prismática, con un solo GDL cada una, el número de GDL del robot suele coincidir con el número de articulaciones de que se compone.
3. ESTRUCTURA DE UN ROBOTINDUSTRIAL
* Eslabones y articulaciones
* Reductores y actuadores
* Sistema sensorial
* Sistema de control
* Elementos terminales (herramienta)
La figura 3.1 muestra la estructura de un robot industrial de forma gráfica:

Figura 3.1 Estructura de un robot industrial
4. ESLABONES Y ARTICULACIONES
Mecánicamente, un robot está formado por una serie de elementos o eslabones...