PDF de programación - La historia de la robótica

Materia


Catedrático

Inteligencia Artificial



Ing .Bruno López Takeyas


Tema de Exposición

Robótica

Integrantes del Equipo

Cinthya Edith Covarrubias De la Cruz
Cristina Lizeth Hernández Cervantes

Arturo Martínez Alfaro

Guadalupe Martínez Velásquez

José Enrique Morales



Nuevo Laredo ,Tamps a septiembre del 2003

La historia de la robótica

En la Alta Edad Media fueron los artesanos, sobre todo los del gremio de relojería, los
que construyeron autómatas de figuras humanas o de animales que tenían toda la
semblanza de moverse como si estuvieran vivos y capaces de generar sonidos.

En el siglo XVIII, el francés Jacques de Vaucanson construyó una serie de celebres
autómatas como músicos de tamaño humano o el pato expuesto en París en 1738.
Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la
diversión, principalmente de la corte o, eventualmente, motivo de atracción de las ferias


En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer
dibujos. Una serie de levas se utilizaban como ‘ el programa ’ para el dispositivo en el
proceso de escribir y dibujar. Éstas creaciones mecánicas de forma humana deben
considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se
anticiparon a su época.

Algunos de los primeros robots empleaban mecanismos de realimentación para
corregir errores, mecanismos que siguen empleándose actualmente. Un ejemplo de
control por realimentación es un bebedero que emplea un flotador para determinar el
nivel del agua.

El primer auténtico controlador realimentado fue el regulador de Watt, inventado en
1788 por el ingeniero británico James Watt. Este dispositivo constaba de dos bolas
metálicas unidas al eje motor de una máquina de vapor y conectadas con una válvula
que regulaba el flujo de vapor.

El desarrollo del brazo artificial multiarticulado, o manipulador, llevó al moderno
robot. El inventor estadounidense George Devol desarrolló en 1954 un brazo primitivo
que se podía programar para realizar tareas específicas. En 1975, el ingeniero mecánico
estadounidense Victor Scheinman, cuando estudiaba la carrera en la Universidad de
Stanford, en California, desarrolló un manipulador polivalente realmente flexible
conocido como Brazo Manipulador Universal Programable (PUMA, siglas en inglés).

El PUMA era capaz de mover un objeto y colocarlo en cualquier orientación en un
lugar deseado que estuviera a su alcance. El concepto básico multiarticulado del PUMA
es la base de la mayoría de los robots actuales.



Reseña Histórica de la robótica

DESARROLLO

A mediados del siglo J. de Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas de
tamaño humano que ejecutaban piezas de música
H. Maillardet construyó una muñeca mecánica capaz de hacer dibujos.
El inventor americano G.C Devol desarrolló un dispositivo controlador que podía
registrar señales eléctricas por medio magnéticos y reproducirlas para accionar un
máquina mecánica. La patente estadounidense se emitió en 1952.
Una máquina prototipo de control numérico fue objetivo de demostración en el
Instituto Tecnológico de Massachusetts después de varios años de desarrollo. Un
lenguaje de programación de piezas denominado APT (Automatically
Programmed Tooling) se desarrolló posteriormente y se publicó en 1961.
G.C. Devol desarrolla diseños para Transferencia de artículos programada. Patente
emitida en Estados Unidos para el diseño en 1961.
Se introdujo el primer robot comercial por Planet Corporation. estaba controlado
por interruptores de fin de carrera.
Se introdujo el primer robot ‘Unimate’’, basada en la transferencia de
articulaciones programada de Devol. Utilizan los principios de control numérico
para el control de manipulador y era un robot de transmisión hidráulica.
Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una
máquina de fundición de troquel.
Un robot móvil llamado ‘Shakey’’ se desarrollo en SRI (standford Research
Institute), estaba provisto de una diversidad de sensores así como una cámara de
visión y sensores táctiles y podía desplazarse por el suelo.
Se desarrolló en SRI el primer lenguaje de programación de robots del tipo de
computadora para la investigación con la denominación WAVE. Fue seguido por
el lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron posteriormente en el
lenguaje VAL comercial para Unimation por Víctor Scheinman y Bruce Simano.
El robot T3 de Cincinnati Milacron se adaptó y programó para realizar
operaciones de taladro y circulación de materiales en componentes de aviones,
bajo el patrocinio de Air Force ICAM (Integrated Computer- Aided
Manufacturing).
Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assambly)
para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un
estudio de la General Motors.
Un sistema robótico de captación de recipientes fue objeto de demostración en la
Universidad de Rhode Island. Con el empleo de visión de máquina el sistema era
capaz de captar piezas en orientaciones aleatorias y posiciones fuera de un
recipiente.
IBM introdujo el robot RS-1 para montaje, basado en varios años de desarrollo
interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un brazo constituido
por tres dispositivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje del robot AML,
desarrollado por IBM, se introdujo también para programar el robot SR-1.
Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran
programas de robots utilizando gráficos interactivos en una computadora personal
y luego se cargaban en el robot.

FECHA
SigloXVII
I
1805
1946

1952

1954

1959

1960

1961

1968

1973

1978

1978

1980

1982

1984



Conceptos y lenguajes de

programación



Robótica esta muy ligado hacia la electrónica ya que se maneja mucho hardware, a la
mecánica por los materiales y a los sistemas ya que también maneja software, ya que
por medio de estos el hombre los usa para gobernar su funcionamiento.

Estos pueden estar o no conectados físicamente a una computadora. Cuando están
conectados a una máquina, por medio de cables hacia algún puerto de comunicación de
la máquina hay que tener un programa en ejecución que mande instrucciones a realizar
por el robot. Cuando no están conectados a la computadora, los circuitos usados han
sido previamente programados con equipo de computo y software especial para que
realicen alguna tarea especifica.


ROBOT

Orientado hacia la electrónica.- Es un dispositivo compuesto de sensores que recibe
datos de entrada para realizar alguna tarea.

Orientado hacia Sistemas.- Es un dispositivo mecánico programable que responde e
interactúa, en tiempo real con los cambios que se presentan en el medio ambiente donde
se desempeña.

La robótica es un área de investigación multidisciplinaria.

Es multidisciplinaria ya que se requiere conocer de estructuras, materiales, cinemática,
dinámica, actuadores, sensores y programación.


¿Qué podemos considerar como robot?

Un robot debe ser una maquina reprogramable sin la necesidad de hacer cambios en
su estructura para que acepte a nuevas situaciones.


Clasificación general de acuerdo a:


? Nivel de inteligencia.
? Nivel de generación.
? Nivel de control.
? Nivel de Lenguaje de Programación.



Clasificación Industrial:


? Repetición o Aprendizaje.
? Con control por computadora.
?
? Macro-robots.
? De servicio.

Inteligentes.



Lenguajes Usados:


? MS-DOS
? C/C++
? Basic
? Macro Ensamblador
? Visuales (Basic, C)



Características de un lenguaje para robótica


? Claridad y sencillez
? Claridad de la estructura del programa
? Sencillez de aplicación
? Facilidad de ampliación
? Facilidad de corrección y mantenimiento
? Eficacia


Características Ideales

Además de las ya descritas debería incluir las siguientes:


? Transportabilidad sobre cualquier equipo mecánico o informático.
? Adaptabilidad a sensores (tacto, visión, etc.)
? Probabilidad de descripción de todo tipo de herramientas.
?


Interacción con otros sistemas.



Características


Robótica

El robot se pude definir como ¨ un agente artificial, activo, cuyo entorno es el mundo
físico.¨


COMPONENTES DE UN ROBOT



Manipulador

Mecanismo compuesto generalmente de elementos en serie, articulados o
deslizantes entre sí, cuyo objetivo es el agarre y el desplazamiento de objetos
siguiendo diversos grados de libertad. Es multifuncional y puede ser mandado
directamente por un operador humano o por cualquier sistema lógico.


Grados de Libertad : Es el número de parámetros que es preciso conocer para

determinar la posición del robot, es decir, los movimientos básicos
independientes que posicionan a los elementos del robot en el espacio. En los
robots industriales se consideran 6º de libertad: tres de ellos para definir la
posición en el espacio y los otros tres para orientar la herramienta.

Precisión: En la continua repetición del posicionamiento de la mano de sujeción
de un robot industrial se establece un mínimo de precisión aceptable de 0,3mm,
aunque es factible alcanzar precisiones de 0,05mm.

Capacidad de carga: Es el peso en Kilogramos (generalmente) que el robot

puede manipular. Si son pesos muy elevados se utilizarán mecanismos
hidráulicos.

Sistemas de coordenadas : Para los movimientos del robot: son los

movimientos y posiciones que se pueden especificar en coordenadas cartesianas,
cilíndricas y polares.

Cartesianas: x,y,z. Cilíndricas: isométrico, caballera...



Programación: Puede ser manual, de aprendizaje