robot de coordenadas cartesianas

Un robot de coordenadas cartesianas (también llamado robot lineal ) es un robot industrial cuyos tres ejes principales de control son lineales (es decir, se mueven en línea recta en lugar de rotar) y son perpendiculares entre sí. ^{[ 1 ]} Las tres articulaciones deslizantes corresponden al movimiento de la muñeca hacia arriba-abajo, hacia adentro-afuera y hacia adelante-atrás. Entre otras ventajas, esta disposición mecánica simplifica la solución de control del brazo robótico . Tiene alta fiabilidad y precisión al operar en el espacio tridimensional. ^[²^] Como sistema de coordenadas robóticas, también es eficaz para el desplazamiento horizontal y para apilar contenedores. ^[³^]

Configuraciones

Los robots tienen mecanismos que consisten en eslabones rígidos conectados entre sí por articulaciones con movimiento lineal (prismático P ) o rotatorio (de revolución R ), o combinaciones de ambos. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Las articulaciones prismáticas P activas y las articulaciones de revolución R activas son accionadas por motores bajo control programable para manipular objetos y realizar tareas automatizadas complejas. El movimiento lineal de las articulaciones prismáticas P activas puede ser accionado por motores rotatorios a través de engranajes o poleas. Los robots de coordenadas cartesianas se controlan mediante articulaciones prismáticas P activas mutuamente perpendiculares que están alineadas con los ejes X, Y, Z de un sistema de coordenadas cartesianas . ^[⁶^]^[⁷^] Aunque no son estrictamente "robots", otros tipos de manipuladores , como las máquinas de control numérico computarizado (CNC), las impresoras 3D o los trazadores de pluma , también tienen la misma disposición mecánica de articulaciones prismáticas P activas mutuamente perpendiculares.

Topología conjunta

Una única cadena de eslabones y articulaciones conecta un objeto en movimiento a una base de manipuladores seriales . Múltiples cadenas (extremidades) conectan el objeto en movimiento a la base de manipuladores paralelos . ^{[ 8 ]} La mayoría de los robots de coordenadas cartesianas son completamente seriales o una combinación de eslabones conectados seriales y paralelos. Sin embargo, existen algunos robots de coordenadas cartesianas que son completamente paralelos . ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

Grados de libertad

Dado que son accionados por articulaciones prismáticas activas lineales P , los robots de coordenadas cartesianas suelen manipular objetos con solo grados de libertad de traslación lineal T. Sin embargo, algunos robots de coordenadas cartesianas también tienen grados de libertad de rotación R. ^[¹²^]

Construcción

Cada eje de un robot de coordenadas cartesianas suele ser una etapa lineal compuesta por un actuador lineal geométricamente paralelo a cojinetes lineales . El actuador lineal se ubica generalmente entre dos cojinetes lineales separados entre sí para soportar cargas de momento . Dos etapas lineales perpendiculares apiladas una encima de la otra forman una mesa XY . Ejemplos de mesas XY incluyen los ejes XY de las fresadoras o las etapas de posicionamiento de precisión. Al menos una de las etapas lineales de los robots de coordenadas cartesianas en voladizo está soportada en un solo extremo. La construcción en voladizo facilita el acceso a las piezas para aplicaciones de recogida y colocación, como la automatización de laboratorios , por ejemplo. Los robots de coordenadas cartesianas con el elemento horizontal soportado en ambos extremos se denominan a veces robots pórtico; mecánicamente, se asemejan a las grúas pórtico , aunque estas últimas generalmente no son robots. Los robots pórtico suelen ser bastante grandes y pueden soportar cargas pesadas.

Aplicaciones

Las aplicaciones más comunes de los robots de coordenadas cartesianas son las máquinas de control numérico computarizado ( CNC ) y la impresión 3D . La aplicación más sencilla se utiliza en fresadoras y plotters , donde una herramienta, como una fresadora o un lápiz, se desplaza por un plano XY y se eleva y desciende sobre una superficie para crear un diseño preciso.

Las máquinas de recogida y colocación son otra aplicación de los robots de coordenadas cartesianas. Por ejemplo, los robots cartesianos de pórtico aéreo se utilizan para la carga y descarga continua de piezas en líneas de producción de tornos CNC , realizando operaciones de recogida y colocación de cargas pesadas en 3 ejes (X, Y, Z) con alta velocidad y gran precisión de posicionamiento. En general, los robots cartesianos de pórtico aéreo son adecuados para muchos sistemas de automatización . ^{[ 13 ]}

Véase también

Lista de software de modelado 3D
Brazo robótico
manipuladores paralelos cartesianos
CoreXY , mecanismo para el control de movimiento bidimensional

Referencias

↑ Zhang, Dan; Wei, Bin (2016). Ingeniería mecatrónica y robótica para la fabricación avanzada e inteligente . Cham: Springer. pág. 31. ISBN 978-3-319-33580-3.
↑ Mingtu, Ma; Yisheng, Zhang (2018). Acero avanzado de alta resistencia y endurecimiento por prensado - Actas de la 4.ª Conferencia Internacional sobre Acero avanzado de alta resistencia y endurecimiento por prensado (Ichsu2018) . Singapur: World Scientific. pág. 526. ISBN 978-981-327-797-7.
↑ Poole, Harry H. (2012). Fundamentos de la ingeniería robótica . Nueva York: Van Nostrand Reinhold. pág. 35. ISBN 978-94-011-7052-9.
↑ Craig, John (1989). Introducción a la robótica. Mecánica y control . Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-09528-9.
↑ Dagalakis, Nicholas G. (1999), "Estándares de robótica industrial", Manual de robótica industrial , Hoboken, NJ, EE. UU.: John Wiley & Sons, Inc., págs. 447–459 , doi : 10.1002/9780470172506.ch24 , ISBN 978-0-470-17250-6
↑ Descartes, René (1 de enero de 2009). «Discurso sobre el método de conducir correctamente la razón y buscar la verdad en las ciencias». Anales de Neurociencias . 16 (1): 17– 21. doi : 10.5214/ans.0972.7531.2009.160108 . hdl : 2027/loc.ark:/13960/t20c64v5p . ISSN 0972-7531 .
↑ Klubertanz, George P. (1969). "Discurso sobre el método, la óptica, la geometría y la meteorología. Por René Descartes. Trad., con introducción de Paul J. Olscamp". The Modern Schoolman . 46 (4): 370– 371. doi : 10.5840/schoolman196946493 . ISSN 0026-8402 .
↑ Z. Pandilov, V. Dukovski, Comparación de las características entre robots seriales y paralelos, Acta Technica Corviniensis-Bulletin of Engineering, Volumen 7, Número 1, Páginas 143-160
↑ Gosselin, Clement M.; Masouleh, Mehdi Tale; Duchaine, Vincent; Richard, Pierre-Luc; Foucault, Simon; Kong, Xianwen (2007). «Mecanismos paralelos de la familia Multipteron: arquitecturas cinemáticas y evaluación comparativa» . Actas de la Conferencia Internacional IEEE de Robótica y Automatización de 2007. IEEE. págs. 555–560 . doi : 10.1109/robot.2007.363045 . ISBN 978-1-4244-0602-9. S2CID 5755981 .
↑ Gogu, Grigore (2004). "Síntesis estructural de robots paralelos traslacionales totalmente isótropos mediante la teoría de transformaciones lineales". European Journal of Mechanics - A/Solids . 23 (6): 1021– 1039. Bibcode : 2004EuJMA..23.1021G . doi : 10.1016/j.euromechsol.2004.08.006 . ISSN 0997-7538 .
↑ Wiktor, Peter (2020). "Manipuladores cartesianos acoplados" . Mecanismo y teoría de máquinas . 161 103903. doi : 10.1016/j.mechmachtheory.2020.103903 . ISSN 0094-114X .
↑ Gogu, G. (enero de 2009). "Síntesis estructural de robots paralelos tipo T3R2 máximamente regulares mediante la teoría de transformaciones lineales y morfología evolutiva". Robotica . 27 (1): 79– 101. doi : 10.1017/s0263574708004542 . ISSN 0263-5747 . S2CID 32809408 .
↑ "¿Cuándo se necesita un robot pórtico?" . Consejos sobre movimiento lineal . Danielle Collins. 27 de febrero de 2015. Consultado el 21 de septiembre de 2017 .

[1] Zhang, Dan; Wei, Bin (2016). Ingeniería mecatrónica y robótica para la fabricación avanzada e inteligente . Cham: Springer. pág. 31. ISBN 978-3-319-33580-3.

[2] Mingtu, Ma; Yisheng, Zhang (2018). Acero avanzado de alta resistencia y endurecimiento por prensado - Actas de la 4.ª Conferencia Internacional sobre Acero avanzado de alta resistencia y endurecimiento por prensado (Ichsu2018) . Singapur: World Scientific. pág. 526. ISBN 978-981-327-797-7.

[3] Poole, Harry H. (2012). Fundamentos de la ingeniería robótica . Nueva York: Van Nostrand Reinhold. pág. 35. ISBN 978-94-011-7052-9.

[4] Craig, John (1989). Introducción a la robótica. Mecánica y control . Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-09528-9.

[5] Dagalakis, Nicholas G. (1999), "Estándares de robótica industrial", Manual de robótica industrial , Hoboken, NJ, EE. UU.: John Wiley & Sons, Inc., págs. 447–459 , doi : 10.1002/9780470172506.ch24 , ISBN 978-0-470-17250-6

[6] Descartes, René (1 de enero de 2009). «Discurso sobre el método de conducir correctamente la razón y buscar la verdad en las ciencias». Anales de Neurociencias . 16 (1): 17– 21. doi : 10.5214/ans.0972.7531.2009.160108 . hdl : 2027/loc.ark:/13960/t20c64v5p . ISSN 0972-7531 .

[7] Klubertanz, George P. (1969). "Discurso sobre el método, la óptica, la geometría y la meteorología. Por René Descartes. Trad., con introducción de Paul J. Olscamp". The Modern Schoolman . 46 (4): 370– 371. doi : 10.5840/schoolman196946493 . ISSN 0026-8402 .

[8] Z. Pandilov, V. Dukovski, Comparación de las características entre robots seriales y paralelos, Acta Technica Corviniensis-Bulletin of Engineering, Volumen 7, Número 1, Páginas 143-160

[9] Gosselin, Clement M.; Masouleh, Mehdi Tale; Duchaine, Vincent; Richard, Pierre-Luc; Foucault, Simon; Kong, Xianwen (2007). «Mecanismos paralelos de la familia Multipteron: arquitecturas cinemáticas y evaluación comparativa» . Actas de la Conferencia Internacional IEEE de Robótica y Automatización de 2007. IEEE. págs. 555–560 . doi : 10.1109/robot.2007.363045 . ISBN 978-1-4244-0602-9. S2CID 5755981 .

[10] Gogu, Grigore (2004). "Síntesis estructural de robots paralelos traslacionales totalmente isótropos mediante la teoría de transformaciones lineales". European Journal of Mechanics - A/Solids . 23 (6): 1021– 1039. Bibcode : 2004EuJMA..23.1021G . doi : 10.1016/j.euromechsol.2004.08.006 . ISSN 0997-7538 .

[11] Wiktor, Peter (2020). "Manipuladores cartesianos acoplados" . Mecanismo y teoría de máquinas . 161 103903. doi : 10.1016/j.mechmachtheory.2020.103903 . ISSN 0094-114X .

[12] Gogu, G. (enero de 2009). "Síntesis estructural de robots paralelos tipo T3R2 máximamente regulares mediante la teoría de transformaciones lineales y morfología evolutiva". Robotica . 27 (1): 79– 101. doi : 10.1017/s0263574708004542 . ISSN 0263-5747 . S2CID 32809408 .

[13] "¿Cuándo se necesita un robot pórtico?" . Consejos sobre movimiento lineal . Danielle Collins. 27 de febrero de 2015. Consultado el 21 de septiembre de 2017 .

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