History of Robotics 1
HABLANDO EL LENGUAJE DELA ROBOTICA
FUNDAMENTOS DE LA ROBÓTICA
LA ROBOTICAOBJETIVO GENERAL:
FAMILIARIZAR AL ESTUDIANTE CON LA TERMINOLOGIA Y VOCABULARIO RELACIONADO CON LA ROBOTICA.
FUNDAMENTOS DE LA ROBÓTICA
Master Master Oscar Rodriguez Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech In Tech ApAp
Breve Reseña ProfesionalMas de 15 años de servicio a la comunidad nacional e internacional en la docencia
universitaria, servicios profesionales, e investigación científica.
Catedrático Universitario
Consultor Técnico
Expositor InternacionalExpositor Internacional
Grados Académicos:
Pregrado Universitario Electrónica y Robótica [ASET]
Pregrado Universitario Instrumentación y Control [BST]
Maestría en Automatizacion y Meca trónica [MSECT]
Post‐Grado Sistemas de Instrucción Virtual [IST]
Especialista en Educación Tecnológica [EDST]
Candidato a Doctorado en Educación y Gestión [ED.D]
Múltiples certificaciones técnicas y Asociaciones profesionales
IEEE: Institute of Electrical & Electronics Engineers
ATMAE: Association of Technology Management & Applied Engineering
IPC : Institute for Electronics Interconnections
FOA: Fiber Optics Association
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Razones para usar Robots
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
Razones para usar Robots: Globalización
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Razones para usar Robots: Globalización
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
Hablando el Lenguaje de Hablando el Lenguaje de la Robóticala RobóticaObjetivos Específicos:Objetivos Específicos: Diferenciar entre automatización y robótica. Identificar cuales son las leyes de la robóticaIdentificar cuales son las leyes de la robótica. Describir lo que son las cuatro “D” de la robótica. Definir que es la Robótica. Explicar que pueden hacer y NO pueden hacer los robot.
Decidir cuando se deben usar los robots. Describir los tipos de Robots que existen Describir los tipos de Robots que existen. Identificar métodos de clasificación de robots, Evaluar las opciones de Robots. Identificar los costos vinculados con instalar robots.
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PRIMERA SESION
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Automatización Industrial Versus Robótica Automatización no es igual a Robótica. Automatizar es controlar maquinas con el uso
de tecnologías avanzadas, típicamente involucrando sistemas electrónicosinvolucrando sistemas electrónicos.
Condición de control u operación automática con poca intervención humana.
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Tipos de Automatización
Existe automatización flexible y rígida.
Automatizacion flexible permite manufacturar mas de un producto.
Automatizacion rígida se utiliza para manufacturar un solo producto.
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Definición de Robótica
Robótica es el estudio e investigación sobre el uso de robots.
Robot = manipulador reprogramable.
Los Robots se utilizan donde decisiones deben tomarse de manera autónoma, y la
ti id d i j t l ióactividad requiere ajustes en la operación.
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Ejemplos de Automatizacion Rígida
Fresadora CNC Torno CNC
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Ejemplos de Automatizacion Flexible
Robot
PLC
Celda de Manufactura
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1- Automatizar es controlar maquinas con el uso de tecnologías avanzadas. V F
2 Automatizar involucra el uso de sistemas2- Automatizar involucra el uso de sistemas electrónicos. V F
33-- La condición u operación automática utiliza La condición u operación automática utiliza poca intervención humana. V F poca intervención humana. V F
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4- Existe automatización flexible y rígida.
V F
55-- Automatizacion rígida se utiliza para Automatizacion rígida se utiliza para
66-- Automatizacion flexible permite Automatizacion flexible permite
manufacturar mas de un producto manufacturar mas de un producto V F V F
g pg pmanufacturar un solo producto. V Fmanufacturar un solo producto. V F
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
pp
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77-- Los Robots se utilizan donde decisiones Los Robots se utilizan donde decisiones deben tomarse de manera autónoma.deben tomarse de manera autónoma.V FV F
88-- Robótica es el estudio e investigación Robótica es el estudio e investigación 88 obót ca es e estud o e est gac óobót ca es e estud o e est gac ósobre el uso de robots.sobre el uso de robots.V FV F
99-- Un Robot es un manipulador Un Robot es un manipulador reprogramable.reprogramable.V FV F
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
V FV F
1010-- Automatizacion y robótica son Automatizacion y robótica son exactamente la misma técnica.exactamente la misma técnica.V FV F
“Leyes ” de la Robótica
Postuladas por Isaac Asimov “I, Robot” en la novela de 1940:
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“Ley 1 ” de la Robótica Postuladas por Isaac Asimov “I, Robot” en
la novela de 1940:
Un Robot no debe causar daño a un humano, ni provocar peligro mientras esta fuera de operación.
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“Ley 2 ” de la Robótica Postuladas por Isaac Asimov “I, Robot” en
la novela de 1940:
Un Robot debe siempre obedecer a los humanos, al menos que entre en conflicto con la primera ley
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“Ley 3 ” de la Robótica Postuladas por Isaac Asimov “I, Robot” en
la novela de 1940:
Un Robot debe protegerse a si mismo de daños, al menos que entre en conflicto con las dos primeras leyes.
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Las Cuatro “D” de la Robótica
Dull work ( Trabajo rudo, rustico)
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Las Cuatro “D” de la Robótica
Dirty work (Trabajo sucio)
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Las Cuatro “D” de la Robótica
Dangerous work (Trabajo peligroso)
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Las Cuatro “D” de la Robótica
Difficult work ( Trabajo dificil)
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11‐ Es una ley de la robótica.
A‐Un robot no debe causar daño a los humanos
B U b t d b b d l d i t ióB‐Un robot debe obedecer las ordenes o instrucción
C‐Un robot tiene derecho a defenderse
D‐Ninguna es correcta
E‐Todas son correctas
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12‐ Es una de las 4 D’s de la robótica.
A‐Dull = realizar trabajos duros
B Diffi lt f t t difí ilB‐Difficult = efectuar tareas difíciles
C‐Danger = hacer trabajos peligrosos
D‐Dirty = Operar en ambiente sucios
E‐Todas son correctas
F‐Ninguna es correcta
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
F‐Ninguna es correcta
13‐ Es un ejemplo de trabajo peligroso.
A‐ Poner gasolina en el tanque de un vehículo
B L l l tB‐ Lavar los platos
C‐ Remover granadas en un campo minado
D‐Ensamblar piezas en una línea de producción
E‐Todas son correctas
F‐Ninguna es correcta
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
F‐Ninguna es correcta
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“Robots” al Inicio
Antes que el termino “robot” existiera, los dispositivos mecánicos en forma de personasdispositivos mecánicos en forma de personas o animales se les llamaba “autómatas”
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“Robots” al Inicio
Autómatas eran movidos por resortes, aire comprimido, o por fuerza hidráulica.comprimido, o por fuerza hidráulica.
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“Robots” al Inicio
Estos autómatas solo se movían en una dirección determinada, no podían interactuardirección determinada, no podían interactuar con el medio.
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“Robots” al Inicio
Los primeros Autómatas fueron construidos en los años 300 A.C.en los años 300 A.C.
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“Robots” al Inicio
Estos eran utilizados con fines de entretenimientoentretenimiento
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14‐ Es una característica de las primeras generaciones de robots.
A Se les llamaba autómatasA‐ Se les llamaba autómatas
B‐ Eran movidos por resortes
C‐ Solo se movían en una sola dirección
D‐Eran utilizados con fin de entretener
E‐Todas son correctas
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E Todas son correctas
F‐Ninguna es correcta
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15‐ Cual seria un ejemplo de uso contemporáneo de robots en la industria del entretenimiento?
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Que ES un Robot?
Un Robot es un dispositivo automático de propósitos generales, cuya función primariaes la de producir movimiento para lograr una tarea.
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Que ES un Robot?
Un Robot es un sistema mecatrónico que qcombina electricidad, electrónica, mecánica, computación y potencia de fluidos, que combinados en un sistema es capaz de realizar funciones no prescritas.
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Que ES un Robot?
Definición según la RIA [Robotics Industry Association]: Un robot es un manipulador
bl di ñ dreprogramable diseñado para mover materiales, partes, u otras herramientas especiales a través de movimientos para completar una tarea.
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Que NO es un Robot?
Una maquina que extiende la habilidad de un operador, y que no tiene ninguna capacidad autónoma
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Que NO es un Robot?
Una maquina que realiza una función automáticamente y que no se puedeautomáticamente, y que no se puede reprogramar.
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Que NO es un Robot?
El brazo espacial Shutle, NO es un ROBOT“t l d ”es un “tele operado”
Vehículos controlados a control remoto NOson robots son dispositivos controlados.
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16- Un Robot es un sistema _____________ que combina electricidad, electrónica, mecánica, computación y potencia de fluidos
17- SSegúnegún la RIA: Un robot es un la RIA: Un robot es un manipulador ____________ diseñado manipulador ____________ diseñado para mover materiales o realizar para mover materiales o realizar funciones similares.funciones similares.
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18 18 –– Los robots son completamente Los robots son completamente autónomos. V Fautónomos. V F
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19- Un vehículo espacial “tele operado” es un robot. V F
20- Los vehículos usados para20 Los vehículos usados para entretenimiento y operados a control remoto pueden ser considerados robots.
V F
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MALOS ENTENDIDOS SOBRE ROBOTS
Los robots tienen forma humana
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MALOS ENTENDIDOS SOBRE ROBOTS
Los robots son mas rápidos que los humanos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
MALOS ENTENDIDOS SOBRE ROBOTS
Los robots se usan solo para ahorrar costos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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MALOS ENTENDIDOS SOBRE ROBOTS
Los robots son fáciles de integrar en los procesos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
MALOS ENTENDIDOS SOBRE ROBOTS
Lo fácil para los humanos es fácil para robots
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MALOS ENTENDIDOS SOBRE ROBOTS
Los robots son solución única para la manufactura
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
21-Los robots tienen forma humana. V F
22- Los robots se usan solo para ahorrar costos.V FV F
23- Los robots son fáciles de integrar en los procesos.V F
24- Lo fácil para los humanos es fácil para robots24- Lo fácil para los humanos es fácil para robots.V F
25-Los robots son solución única para la manufactura.V F
IngIng. Oscar Rodriguez . Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech In Tech ApAp
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VENTAJAS DE LOS ROBOTS
Pueden duplicar a los humanos
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VENTAJAS DE LOS ROBOTS
Manipulan herramientas terminales
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VENTAJAS DE LOS ROBOTS
Funcionan en ambientes peligrosos
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VENTAJAS DE LOS ROBOTS
Operan dispositivos periféricos
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VENTAJAS DE LOS ROBOTS
Se comunican con otras maquinas
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VENTAJAS DE LOS ROBOTS
Pueden programarse y reprogramarse
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VENTAJAS DE LOS ROBOTS
Trabajan sin descansar
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VENTAJAS DE LOS ROBOTS
Trabajan mas consistente que los humanos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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26-Los robots pueden duplicar a los humanos.V F
27- Los robots Operan dispositivos periféricos.V FV F
28- Los robots Trabajan sin descansar.V F
29- Robots trabajan mas consistente que los humanos
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
29- Robots trabajan mas consistente que los humanos.V F
30-Los robots pueden programarse y reprogramarse.V F
LIMITACIONES DE LOS ROBOTS
Funcionan de acuerdo a un programa
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LIMITACIONES DE LOS ROBOTS
No tienen percepción sensorial
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
LIMITACIONES DE LOS ROBOTS
No tienen criterio u orientación
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LIMITACIONES DE LOS ROBOTS
Capacidad mínima de adaptación
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LIMITACIONES DE LOS ROBOTS
Falta de coordinación de ojos y manos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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LIMITACIONES DE LOS ROBOTS
No reconocen el ambiente
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
LIMITACIONES DE LOS ROBOTS
Requieren orientación continua del trabajo
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LIMITACIONES DE LOS ROBOTS
No aprenden de los errores
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31-Los robots siempre dependen de un programa.V F
32- Los robots no tienen orientación o criterios.V FV F
33- Los robots no reconocen los ambientes.V F
34- Robots no tienen coordinación ojo-manos
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
34- Robots no tienen coordinación ojo-manos.V F
35-Los robots no aprenden de los errores.V F
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SEGUNDA SESION
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Donde podría usarse un Robot?
Ing. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
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Definir la Especificaciones!
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DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Donde los ciclos de tiempo es d 6 dde 6 segundos o mas
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DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Donde hay múltiples turnos de trabajo
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Ambientes hostiles
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Actividades repetitivas y monótonas
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Consistencia de operaciones y partes
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Mejorar calidad de trabajo hecha por humanos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Donde hay altos desperdicios y baja producción
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Lugares de alta fatiga para humanos
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DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Lugares oscuros e inhóspitos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Donde han habido accidentes
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
DONDE FUNCIONA UN ROBOT
Donde hay exigencia de trabajo físico y flexibilidad
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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36‐Identifique las condiciones donde seria apropiado instalar un robot:
a‐ donde los ciclos de trabajo son de mas de 6 segundos.
b‐Donde hay múltiples turnos de trabajo
c‐Donde las tareas son repetitivas
d‐ En actividades fatigosas
e‐Donde ha habido accidentes
F‐ ninguna es correcta
G‐Todas son correctas
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DONDE NO FUNCIONA UN ROBOT
Un solo turno de trabajo
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DONDE NO FUNCIONA UN ROBOT
Partes desorientadas
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
DONDE NO FUNCIONA UN ROBOT
Alto grado de destreza humana
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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DONDE NO FUNCIONA UN ROBOT
Juicio requerido por eventos simultáneos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
DONDE NO FUNCIONA UN ROBOT
Adaptación en procesos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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DONDE NO FUNCIONA UN ROBOT
Coordinación de manos y ojos
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
DONDE NO FUNCIONA UN ROBOT
Velocidad, capacidad, exactitud y precisión mas allá de la capacidad instalada
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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37‐Identifique las condiciones donde NO seria apropiado instalar un robot:
a‐Donde se requiere destreza humana
b‐Donde hay partes desorientadasy p
c‐Donde se requiere hacer actividades múltiples
d‐ En actividades que requieran adaptación continua
e‐ ninguna es correcta
f‐Todas son correctas
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ESTUDIOS ECONOMICOS DE ROBOTS
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Factores Economicos
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CONSIDERACIONES COMUNES
JUSTIFICACION
SOPORTE Y COMPROMISO
PRACTICIDAD
DISPONIBILIDAD DE PARTES
ANALISIS DEL PROCESO
SELECCIÓN DEL ROBOT
GARANTIAS
METODOS DE PROGRAMACION
PRESUPUESTOS
SELECCIÓN DE PROVEEDORES SELECCIÓN DE PROVEEDORES
ESPECIFICACIONES
PLANIFICACION
REQUISITOS DE ENTRENAMIENTO
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JUSTIFICACION Económica Costos de operación: Sueldos, beneficios, soporte , equipo
de protección, turnos, etc.
Retorno en inversión Realística: Cuanto tiempo para recuperar y recibir utilidades,
2-3 años es típico.
Higiene y Seguridad Seguridad de operarios, de la materia prima, de los
procesos y de otros equipos.
Productividad Incremento en la producción: ciclos mas cortos, producción
t t t d d ió li dconstante, no mas pausas, menor costo de producción, cumpliendo a tiempo con ordenes de producto.
Calidad Menos desperdicios, menos reparaciones, mejor calidad,
satisfacción.
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Abiertos al cambio
E t d d t ét d
APOYO Y COMPROMISO
Entender y adaptarse a nuevos métodos Justificación practica (tangibles y no tangibles)
Aceptación de sindicatos y trabajadores
Comunicación abierta
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PRACTICIDAD
Resolución de tareas simples o complejasAdaptabilidad de operariosAdaptabilidad de operarios Consideraciones de costo en mejoras del sistema
Disponibilidad de espacios Integridad de facilidades y edificiosRequisitos adicionales de operaciónq pDisponibilidad de personal calificado
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DISPONIBILIDAD DE PARTES
Almacén dentro o fuera de la fabrica
Métodos de envió de partes
JIT [ just in time]
En estaciones de trabajo o rampas
Colocación de partes manual o automática
Orientación y colocación de partes consistente Orientación y colocación de partes consistente
Sistema de visión u otros sensores especiales
Aplicaciones especificas de software
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Potencial de cuellos de botella
Alimentación de partes muy lento o á id
ANALISIS DEL PROCESO
muy rápido
Ciclos de trabajo del robot muy lento o muy rápido
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SELECCIÓN DEL ROBOT
De ACUERDO A CONFIGURACION GEOMETRICA REQUERIDA
Rectangular
Gantry
Cilíndrica
Paralela
P l Polar
Revolución
SCARA
EsféricaMaster Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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TERCERA SESION
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METODOS DE CLASIFICACION DE ROBOTS DE ACUERDODE ROBOTS DE ACUERDO UNA VARIEDAD DE CRITERIOS
Master Oscar Rodriguez Master Oscar Rodriguez –– Fundamentos de la RoboticaFundamentos de la Robotica––In Tech ApIn Tech Ap
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Métodos de Clasificación La gran familia de robots se puede clasificar por:
I. Configuración tipo de brazo o estructura mecánicag pII. Tipo de controladorIII. Tipo de fuente de potencia IV. Tipo de tecnología y capacidad de cargaV. Tipo de tarea a realizarVI. Periodo o generación en que se diseñoVII LERT (lineal extensional rotacional o torsional)VII. LERT (lineal, extensional, rotacional o torsional)
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Repaso sobre Movimiento
Recuerde que los movimientos pueden ser translacional rotacional or vibracionaltranslacional, rotacional, or vibracional.
A cada traslacion o rotacion se le denomina GRADO DE LIBERTAD O MOVIMIENTO
En el ambito de las aplicaciones industriales es comun referise a LERT: Lineal
Extensional Extensional Rotacional Torcional
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I- Clasificación por Tipo de Brazoo Estructura Mecánica
Rectangular coordinates (Coordenadas Cartesians)
Gantry configuration ( rectangular invertido)
Cylindrical coordinates (Coordenadas cilindricas)
Parallel robot (robot paralelo)
SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm –Brazo Robotizado de Ensamblar de Cumplimiento Selectivo) Similar al cilindrico pero con alcance rotacional.
Spherical coordinates (coordenadas esfericas) Spherical coordinates (coordenadas esfericas)
Polar coordinates (Coordenadas esfericas)
Jointed arm (Coordenadas de revolucion, articulado, antropomorfico)
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Rectangular /Cartesiano [cartesian]
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Movimiento en plano XYZMovimiento en plano XYZ
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GANTRY ROBOT [sobre rieles]
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Versión de robot cartesiano Versión de robot cartesiano con apoyo o robot invertidocon apoyo o robot invertido
Coordenadas Cilindricas [cylindrical]
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Realiza rotación sobre sus Realiza rotación sobre sus ejes formando un cilindroejes formando un cilindro
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PARALELO ROBOT [parallel]
Sistemas mecánicamente complejos Sistemas mecánicamente complejos compuesto de dos cadenas compuesto de dos cadenas knematicasknematicasparecido a simuladores de vuelo 4Dparecido a simuladores de vuelo 4D
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SCARA [selective compliance assembly robot arm]
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Construido de dos juntas paralelas rotatorias Construido de dos juntas paralelas rotatorias para dar cumplimiento en un planopara dar cumplimiento en un plano
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Coordenadas Polares [polar coordinate]
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Esta configuración tiene rotación en dos direcciones Esta configuración tiene rotación en dos direcciones distintas a lo largo de su eje y una tercera junta con distintas a lo largo de su eje y una tercera junta con movimiento traslacional formando un hemisferiomovimiento traslacional formando un hemisferio
Brazo de Juntas (jointed arm)
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Similar a un brazo humano con al menos tres ejes Similar a un brazo humano con al menos tres ejes de movimiento también llamado brazo articuladode movimiento también llamado brazo articulado
History of Robotics 56
SPHERICAL ROBOT [esferico]
Aun en estudio, lo básico es que su Aun en estudio, lo básico es que su
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sobre de trabajo tiene forma de esfera sobre de trabajo tiene forma de esfera con fuente de potencia internacon fuente de potencia interna
38‐Es un tipo de clasificación de robot de acuerdo a su estructura mecánica:
a‐Coordenada cartesianab‐Coordenada cilíndricac‐Estructura Gantryd‐Juntas articuladase‐SCARAf‐Ninguna es correctag Todas son correctasg‐Todas son correctas
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39‐Este tipo de robot se mueve en los planos XYZ:a‐SCARAB‐CilindricoB‐Cilindricoc‐plano cartesiano o rectangulard‐ninguna es correctae‐todas son correctas
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40‐Este tipo de robot realiza rotación sobre sus propios ejes formando un cilindro:
a‐Coordenada rectangularb‐SCARAc‐Coordenadas paralelasd‐coordenadas cilíndricas
ie‐ninguna es correctaf‐todas son correctas
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41‐Este tipo de robot tiene una tercera junta con movimiento traslacional formando un Hemisferio:a‐coordenadas polaresb‐coordenadas rectangularesc‐coordenadas cilíndricasd‐ninguna es correctae‐todas son correctas
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42‐ Este robot es similar a un brazo humano con al menos tres ejes de movimiento también llamado brazo articulado:
a‐SCARAb‐Cartesianicoc‐Juntas articuladasd‐Ninguna es correctae‐Todas son correctas
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43‐ Lo básico de este robot es que su sobre de trabajo tiene forma de esfera con fuente de potencia interna:
a‐coordenadas polaresb‐coordenadas rectangularesc‐coordenadas esféricasd‐ninguna es correctae‐todas son correctas
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II- Clasificación por Controlador
El tipo y complejidad del controlador p y p jdetermina como o que aplicaciones el robot es capaz de desarrollar.
Los mas comunes son:
Secuencia Limitada
Punto-a-Punto
Ruta continua
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II- Clasificación por Controlador
Secuencia Limitada: Utiliza un temporizador y tope d fi l d d j El i lde final de carrera de ejes. El mas simple.
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II- Clasificación por Controlador
Punto-a-punto: Utiliza memoria y sensores para d t i l bi ió d l j R i ñ ldeterminar la ubicación de los ejes. Requiere señal de sensores de entrada.
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II- Clasificación por Controlador
Ruta Continua: Con gran capacidad de memoria it l d h t d lque permite al operador muchos puntos de las
coordenadas a cada segundo. El operador guía el robot a lo largo de la ruta o movimientos.
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44‐El tipo y complejidad del controlador determina como y que aplicaciones el robot es capaz de desarrollar.
V F
45- Un controlador de Secuencia Limitada: Utiliza un temporizador y tope de final de carrera de ejes. El mas simple.V F
46- Un Controlador Punto-a-punto: Utiliza memoria y sensores para determinar la ubicación de los ejes. Requiere señal de sensores de entrada.
V F
47-Un Controlador Punto-a-punto: Utiliza memoria y sensores para determinar la
ubicación de los ejes. Requiere señal de sensores de entrada.V F
48- Un Controlador de Ruta Continua: Con gran capacidad de memoria que permite al operador muchos puntos de las coordenadas a cada segundo. El operador guía el robot a lo largo de la ruta o movimientos.
V FIng. Oscar Rodriguez Ing. Oscar Rodriguez -- Intro to Robotics Intro to Robotics ––In Tech ApIn Tech Ap
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III- Clasificación por Fuente de Potencia
Los robots necesitan una fuente de t i j f iópotencia para ejercer su función
principal, aunque en algunos casos los dispositivo de agarre [hand-gripper] podría tener un tipo de fuente de alimentación distinto!alimentación distinto!
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III- Clasificación por Fuente de Potencia
Electrica : Se le llama robot electrico Electrica : Se le llama robot electrico
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III- Clasificación por Fuente de Potencia
Pneumatico: Se le llama robot pneumatico Pneumatico: Se le llama robot pneumatico
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III- Clasificación por Fuente de Potencia
Hidraulico: Se le llama robot hidraulico Hidraulico: Se le llama robot hidraulico
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Fuente Carga Limpieza
Electrica Liviano- El mas
ió d d i
Pesado limpio Pneumatica Liviano Semi-
limpio Hydraulica Pesado Sucio
Comparación de Fuentes de Potencia
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49‐ Es una de las fuentes de potencia que utilizan los robots:
a‐electrica
B‐pneumatica
C‐hidraulica
D‐combinada
E‐todas son correctas
F‐ninguna es correcta
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50‐ Es una de las fuentes de potencia mas limpia que utilizan los robots:
a‐electrica
B‐pneumatica
C‐hidraulica
D‐combinada
E‐todas son correctas
F‐ninguna es correcta
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51‐ Es una de las fuentes de potencia que utilizan los robots para levantar cargas pesadas:
a‐electrica
B‐pneumatica
C‐hidraulica
D‐combinada
E‐todas son correctas
F‐ninguna es correcta
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52‐ Es una de las fuentes de potencia que utilizan los robots para levantar cargas livianas en ambientes semi‐limpios:
a‐electrica
B‐pneumatica
C‐hidraulica
D‐combinada
E‐todas son correctas
iF‐ninguna es correcta
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IV- Nivel de Carga Bajo Nivel de Carga : Usado en robots para
manejo de materiales, carga y descarga de maquinaria, operaciones de ensamblar simples,maquinaria, operaciones de ensamblar simples, máximo 25-30 lbs.
Nivel Medio de Carga: Usado para levantar y poner, carga y descarga 300 lbs.
Alto Nivel de Carga: Usado en robots para manejo de materiales, carga y descarga de maquinaria, pintura, soldaduras, manufactura, 300 lbs.
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V‐ Tipos de Tareas
Las tareas mas comunes encomendadas a los robots industriales son:
PINTURA
SOLDADURA
ENSAMBLAJE ENSAMBLAJE
EMPAQUE O PALETIZADO
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V- Clasificación por Tareas
Pintura
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V- Clasificación por Tareas
Soldadura
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V- Clasificación por Tareas
Ensamblaje
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V- Clasificación por Tareas
Empacado
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53‐Este criterio se usa para clasificar robots por el nivel de carga que pueden mover:
A‐baja carga, 25‐30 lbs.
B‐carga media , hasta 300 lbs.
C‐cargas mayores de 300 lbs.
D ninguna es correctaD‐ninguna es correcta
E‐todas son correctas
54‐ El criterio o criterios de clasificación por tareas incluye:
A‐ pintura
B‐soldadura
C‐ensamblaje
D‐empaque
E‐todas son correctas
F‐ninguna es correcta
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History of Robotics 70
VI‐ Clasificación por Generación
Hasta el inicio de la década ha habidoHasta el inicio de la década ha habido por lo menos 5 generaciones de robots que van desde los inicios sin retroalimentación, los que tienen capacidades sensoriales, hasta los últimos que tienen gran nivel de q ginteligencia ante situaciones complejas.
VI‐ Clasificación por Generación
Primera Generación: Utiliza programas de “secuencia fija” Tiene que ser programado cada vez. Sistema de circuito abierto, sin sensores.
History of Robotics 71
VI‐ Clasificación por Generación
1.5 generación: Utiliza sensores para realizar movimientos, son servo controlados
VI‐ Clasificación por Generación
Segunda generación: Tienen coordinación de “mano y ojo” capacidad de visión y voz y cierto nivel de inteligencia.
History of Robotics 72
VI‐ Clasificación por Generación
2.5 generación: Utilizan funciones “motoras perceptuales”, no depende de movimientos pregrabados , capaz de tomar decisiones.
VI‐ Clasificación por Generación
Tercera generación: Inteligencia para ensamblar partes discretas y decidir como desarrollar la tarea. Solo requiere instrucciones generales.
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55- La Primera Generación de robots Utiliza programas de “secuencia fija” Tiene que ser programado cada vez. Sistema de circuito abierto, sin sensores.V F
56- La generación 1.5 de robots Utiliza sensores para realizar movimientos, son servo controlados.V FV F
56- La Segunda generación de robots Tienen coordinación de “mano y ojo” capacidad de visión y voz y cierto nivel de inteligencia.V F
58- La generación 2.5 de robots Utilizan funciones “motoras perceptuales” no depende de movimientos pregrabados capaz deperceptuales , no depende de movimientos pregrabados , capaz de tomar decisiones.V F
59- La Tercera generación: Inteligencia para ensamblar partes discretas y decidir como desarrollar la tarea. Solo requiere instrucciones generales.V F
VII-LERT Clasificación
La clasificacion LERT utiliza el tipo de movimiento producido por cada eje del robot como la base para clasificar el robot.
Lineal
ExtensionalExtensional
Rotacional
Torcional
History of Robotics 74
Movimiento Lineal: Linear Motion:
Producida por una parte moviéndose a largo de otra parte, como en el caso de una cremallera y un eje o piñón.
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Movimiento Extensional: Extensional Motion: Producido por una parte moviéndose dentro de otra parte, tal como el caso de los telescopios.
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Movimiento Rotacional: Rotational Motion: Producida por una parte girando sobre algo distinto al eje principal.
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Movimiento Torsional: Twisting Motion: Producido por una parte que gira sobre su propio eje.
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Clasificacion por Brazo
Alcance LERT Classificacion
Coordenadas Cartesianas
Solamente frente en si L^3
Coordenadas Cilindricas
Alrededor de si L^2R^1
Coordenadas Polares Arriba, Abajo y alrededor
L^1R^2
SCARA (jointed arm horizontal)
Alrededor y sobre obstaculos
R^3
Revolucion (jointed arm vertical)
Arriba, Abajo y alrededor, con alcance sobre y bajo obstaculos
R^3
Tabla Sintetizada de Clasificaciónobstaculos
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60- La clasificación __________utiliza el tipo de movimiento producido por cada eje del robot como la base para clasificar el robot.
61- Una cremallera , un eje y un piñón son ejemplos de movimiento: ___________.
62-Un eje cilíndrico moviéndose dentro de otro cilindro es un ejemplo62 Un eje cilíndrico moviéndose dentro de otro cilindro es un ejemplo de movimiento_______________.
63- Un movimiento _____________es Producido por una parte girando sobre algo distinto al eje principal.
64- Movimiento__________________ es Producido por una parte que gira sobre su propio eje.
65- Un robot de coordenadas rectangulares tiene este movimiento:
A‐L^3
B‐L^2R^1
C‐L^1R^2
D‐ R^3 Note: Note: AutomatedAutomated SlideSlide!!
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CUARTA SESION
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OTROS CRITERIOS DE SELECCION Capacidades: Carga, robot y partes; torque,
punto mas débil es el puño, dirección, velocidad , capacidad de regreso.
Repetitividad: puede cumplir con los requisitos
Precisión: Puede realizarlo con precisión, precisión es limitada .
Grados de libertad: Funcionalidad y costo, así mismo como expansión. p
Desempeño: rigidez, deflexión, etc., sobre de trabajo, velocidad y transposición de movimientos.
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OTROS CRITERIOS DE SELECCION Tipo o configuración del Robot.
Pedestal montado en el piso: cerca de zona de trabajo , pero hay que mantener estética.j , p y q
Desplazamiento aéreo: sobre de trabajo amplio, configuración xyz, considere ciclo de trabajo.
Montado en rieles: amplio sobre de trabajo, limitado ciclo de trabajo.
Montaje en techo: extiende el sobre de trabajo Montaje en techo: extiende el sobre de trabajo, apropiado cuando hay limite de espacio en piso.
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METODOS DE PROGRAMACION
Programación en línea
Programador manual portátil Programador manual portátil
Programación guiada, paso a paso
Fuera de ciclos de producción
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METODOS DE PROGRAMACION
Programación fuera de línea
Inexactitud mecánica típica de robot industrialInexactitud mecánica típica de robot industrial
Inexactitud física de ubicación física en planta
Calibración y referencias de piezas maestras
Mayor costo y mayor tiempo
Afinamiento generalmente requerido en línea
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66‐Costos de operación: Sueldos, beneficios, soporte , equipo de protección, turnos, etc. Es parte de la justificación de que tipo?
a- económica
b-higiene y seguridad
c-productividadp
d-retorno en la inversión
e-calidad
f-todas son correctas
g-ninguna es correcta
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67‐Realística: Cuanto tiempo para recuperar y recibir utilidades, 2-3 años es típico. Es parte de la justificación de que tipo?
a- económica
b-higiene y seguridad
c-productividadp
d-retorno en la inversión
e-calidad
f-todas son correctas
g-ninguna es correcta
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68‐Seguridad de operarios, de la materia prima, de los procesos y de otros equipos. Es parte de la justificación de que tipo?
a- económica
b-higiene y seguridad
c-productividadp
d-retorno en la inversión
e-calidad
f-todas son correctas
g-ninguna es correcta
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69‐Incremento en la producción: ciclos mas cortos, producción constante, no mas pausas, menor costo de producción, cumpliendo a tiempo con ordenes de producto. Es parte de la justificación de que tipo?
a- económica
b-higiene y seguridad
c-productividad
d-retorno en la inversión
e-calidad
f-todas son correctas
g-ninguna es correcta
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70‐Menos desperdicios, menos reparaciones, mejor calidad, satisfacción.
Es parte de la justificación de que tipo?
a- económica
b-higiene y seguridad
c-productividadc productividad
d-retorno en la inversión
e-calidad
f-todas son correctas
g-ninguna es correcta
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History of Robotics 82
GARANTIAS
DURACION
Días, meses o años
BASES
Numero de turnos, horas de operación o días
EFECTIVA
Momento de envió, momento de recepción, día de instalación, día de operación, aceptación del sistema
COBERTURA
Solamente partes partes y mano de obra personal de servicio Solamente partes, partes y mano de obra, personal de servicio y costos, envió de partes o retorno de partes
EXTENSION Contratos renovables o contratos fijos
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DISTRIBUCION PRESUPUESTARIA
GERENCIA DEL PROYECTO = 5%
HERRAMIENTAS DEL SISTEMA = 10%
DISPOSITIVOS PERIFERICOS = 10%
SOFTWARE DEL SISTEMA = 10%
INTEGRACION DEL SISTEMA = 10%
REPUESTOS = 5%
ENTRENAMIENTO = 5%
INSTALLACION Y PUESTA = 5%
COSTO DIRECTO ROBOT = 25%
INGENIERIA Y DOCUMENTACION = 15%
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SELECCIÓN DE PROVEEDORES Tamaño de la empresa: Decenas o centenas.
Ubicación geográfica: Territorio local Ubicación geográfica: Territorio local, nacional o internacional.
Mercados servidos: Tipos de industrias; auto, aeroespacial, equipo pesado, electrónica., p , q p p ,
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SELECCIÓN DE PROVEEDORES Tipos de aplicaciones: Soldadura, manejo de
materiales, pintura, maquinado, manejo de materiales, sellado, ensamblado, etc.
Mercados estables: hoy aquí, mañana ya se ha ido, orientada a clientes.
Distribuidores locales, o representantes directos, vendedores y ingenieros de aplicación, tienen personal técnico o contrata p , ppersonal temporal.
Integradores de sistemas o consultores: instalación y supervisión de obras.
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History of Robotics 84
DOCUMENTACION Y APOYO
PRODUCTO ESTÁNDAR
CUSTOMIZADO
SISTEMA ESPECIFICO
SERVICIO LAS 24 HORAS
SERVICIO EL MISMO DIA
DISPONIBILDAD DE PARTES
CONTRATOS DE MANTENIMIENTO O GARANTIAS
SEGUIMIENTO A FALLAS
ACTUALIZACION DE SOFTWARE , HARDWARE
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COMO ESPECIFICAR UN SISTEMA ROBOTIZADO
Describa la función del robot: Lo que tiene que hacer.
Pida una solución al suplidor: Pida una solución al suplidor: Recomendación.
Colabore con el suplidor para encontrar una solución
Elementos claves para especificar:p p
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History of Robotics 85
COMO ESPECIFICAR UN SISTEMA ROBOTIZADO
Elementos claves para especificar:
Una descripción de la aplicación
La secuencia de operaciones
Requisitos de ciclos de tiempo y trabajo
Datos sobre la tarea , actividad o partes
Requisitos de interface
Distribución o layout
Ambiente de trabajo
F t d í ( i l t i id d t ) Fuentes de energía (aire, agua, electricidad, etc.)
Edificios, Instalación, seguridad, entrenamiento
Descripción practica de la aplicación
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EJEMPLO DE APLICACION Ejemplo: El robot va recoger una pieza no terminada, cargarla a un centro de maquinado
(torno, fresa, cepillo), remover la pieza acabada y colocarla en un recipiente de piezas terminadas, que se mueve por un transportador que lleva las piezas para ser empacadas.
Secuencia de operación:
1 Dada la señal que la pieza esta presente el robot recoge la pieza del alimentador1. Dada la señal que la pieza esta presente, el robot recoge la pieza del alimentador
2. En seguida el robot coloca la pieza en una mandíbula o mandril , sin soltar la pieza hasta que la misma esta completamente sujeta .
3. El robot da la señal al mandril para sujetar la pieza.
4. Cuando el robot sabe que la pieza ha sido sujetada por el mandril entonces suelta la pieza y deja el área de maquinado.
5. Robot retorna ha su posición de reposo fuera del centro de maquinado y envía señal para que la pieza sea maquinada.
6. Una vez el ciclo es completado, el robot entra de nuevo al centro de maquinado, y p q ytoma la parte terminada.
7. El robot da señal al mandril para que suelte la pieza , luego el robot toma la pieza y la deposita en el recipiente, la suelta y regresa a su posición inicial para esperar otra pieza.
8. El robot repite la secuencia de operación de la tarea.
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History of Robotics 86
71- SON TERMINOS DE LAS GARANTIAS DE UN CONTRATO EN LA ADQUISION DE UN SISTEMA ROBOTIZADO:
A-DURACIONB- BASESB BASESC-EFECTIVAD-COVERTURAE-EXTENSIONF-NINGUNA ES CORRECTAG-TODAS SON CORRECTAS
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7272-- EL MAYOR COSTO EN EL PRESUPUESTO DE ADQUISICION EL MAYOR COSTO EN EL PRESUPUESTO DE ADQUISICION DE UN ROBOT INDUSTRIAL (SON)DE UN ROBOT INDUSTRIAL (SON)
AA--SOFTWARE DEL SISTEMA SOFTWARE DEL SISTEMA BB--INTEGRACION DEL SISTEMAINTEGRACION DEL SISTEMABB--INTEGRACION DEL SISTEMA INTEGRACION DEL SISTEMA CC--REPUESTOS REPUESTOS DD--ENTRENAMIENTO ENTRENAMIENTO EE--COSTO DIRECTO ROBOT COSTO DIRECTO ROBOT FF--NINGUNA ES CORRECTANINGUNA ES CORRECTAGG--TODAS SON CORRECTASTODAS SON CORRECTAS
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History of Robotics 87
7373-- EL MENOR COSTO EN EL PRESUPUESTO DE ADQUISICION EL MENOR COSTO EN EL PRESUPUESTO DE ADQUISICION DE UN ROBOT INDUSTRIAL ES (SON)DE UN ROBOT INDUSTRIAL ES (SON)
AA--SOFTWARE DEL SISTEMA SOFTWARE DEL SISTEMA BB--INTEGRACION DEL SISTEMAINTEGRACION DEL SISTEMABB--INTEGRACION DEL SISTEMA INTEGRACION DEL SISTEMA CC--REPUESTOSREPUESTOSDD--ENTRENAMIENTO ENTRENAMIENTO EE--COSTO DIRECTO ROBOT COSTO DIRECTO ROBOT A Y BA Y BC Y DC Y DE SOLAMENTEE SOLAMENTEFF--NINGUNA ES CORRECTANINGUNA ES CORRECTA
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GG--TODAS SON CORRECTASTODAS SON CORRECTAS
CONCLUSIONES
Un robot puede ser o no se la solución para determinada empresa.
Identifique bien el problema, si es de proceso, tal vez hay otras opciones de solución.
Los robot pueden mejorar los índices de producción y productividad frecuentemente.
Implementar robots sin un entendimiento Implementar robots sin un entendimiento completo del problema y la solución podría resultar en caos.
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PREGUNTAS?www.intechap.us/roboticawww.intechap.us/[email protected]
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Citas Bibliograficas:
1‐Copilacion de materiales de clases y seminarios de robotica servidas
2 R biti d C t I t t d M f t i2‐Robitics and Computer Integrated Manufacturing
3‐Google stock pictures www.google.com/imagenes
4‐Personal experience working with educational and industrial robotic proyectos
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