¿Cómo se controla un robot?

Sistema de control en bucle abierto en robótica

La llamada “programación de aprendizaje” del robot tiene lugar en los siguientes pasos:  1.  Mover el robot manualmente hasta las posiciones deseadas que se quieren registrar y guardar.  2.  Registrar las posiciones y definir cómo deben moverse (lineal, movimiento de articulación, orientación de la base u orientación de la herramienta).  3.  Repita estos pasos hasta que haya creado el perfil de movimiento deseado. También puede completar el programa con comandos mediante entradas y salidas digitales o comandos de flujo de programa. El editor de programas integrado está disponible para configurar y editar los programas. Pruébelo usted mismo.

El robot se controla mediante un elemento de control o, alternativamente, mediante un PC con Windows. El robot puede programarse a través de una interfaz gráfica de usuario. También se puede conectar un game pad al ordenador con Windows para el sistema de control como alternativa al mando. Con esta configuración, el robot funciona de forma autónoma sin el ordenador tras la programación a través del ordenador Windows.

La configuración de la caja virtual limita el rango de movimiento del brazo del robot. Esta funcionalidad ayuda a evitar daños mecánicos y simplifica la programación según la aplicación. Si se ejecuta un programa que viola la caja virtual, se detiene con un mensaje de error.

Teoría de control de la robótica

Así es. La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) de EE.UU. tiene un brazo protésico controlado por el cerebro para amputados de las extremidades superiores. Cuando el usuario piensa en varios movimientos, el brazo capta las señales cerebrales de respuesta que aparecen en los nervios restantes en el lugar de la amputación. Con una destreza increíble, el usuario puede sacar una carta de un sobre e incluso mover huevos de una caja a otra.

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Pero lejos de los proyectos de investigación financiados por el gobierno, el aficionado e ingeniero William (Chip) Audette, de Vermont, controla un pequeño robot de juguete utilizando sus ondas cerebrales. Utiliza un hardware abierto llamado OpenBCI, en el que los electrodos de su cabeza captan las ondas cerebrales. El nivel de control es muy básico, pero es la prueba de que los avances en la tecnología EEG, el aprendizaje automático y la robótica están dando paso a una era en la que podemos controlar dispositivos con el poder del pensamiento.

Sistema de control de bucle cerrado en robótica

Un controlador robótico es uno de los principales componentes de un robot industrial. El controlador del robot es un sistema informático que se conecta al robot para controlar los movimientos del brazo del robot industrial. Además del brazo del robot, el controlador también es responsable del efector final y de evitar que se produzcan interferencias dentro del área de trabajo del robot. Todos los robots industriales se emparejan con un controlador para poder funcionar. El FANUC Lr Mate 200id está emparejado con el controlador R-30ib, mientras que el FANUC LR Mate 200ic está emparejado con el controlador R30ia.

El controlador robótico se conoce a menudo como el “cerebro” de un robot. Esto se debe a que interrumpe la codificación que sirve de programa para una determinada aplicación robótica. El controlador descifra el código en instrucciones para que el robot articulado pueda operar y llevar a cabo los pasos de la aplicación. Los programas robóticos se codifican en el controlador a través de la consola de aprendizaje del controlador.

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El teach pendant es un componente clave del sistema de control, ya que sirve como método principal de programación para el robot. Este dispositivo de mano consta de botones, interruptores o una pantalla táctil para permitir la introducción de comandos de programación. El operador del robot introduce estos comandos a través del teclado de la botonera. Una vez introducido el programa en el teach pendant, el controlador envía las instrucciones codificadas a la CPU del robot. La CPU es un pequeño chip y es la unidad central de procesamiento del robot. La CPU recibe el código de programación, lo procesa y, a continuación, da instrucciones al robot para que funcione de acuerdo con el programa de aplicación. El método de programación preferido por la mayoría de los usuarios de robots es el uso de un controlador y un teach pendant.

Ingeniería de sistemas de control y robótica

El modelado de los robots blandos suele realizarse a nivel estático o a un nivel totalmente dinámico de segundo orden. Los controladores desarrollados a partir de estos modelos tienen varias ventajas y desventajas. Los controladores estáticos, basados en las relaciones cinemáticas, suelen ser los más fáciles de desarrollar, pero sacrificando la precisión, la eficacia y la dinámica natural. Los controladores desarrollados a partir de modelos dinámicos de segundo orden tienden a ser computacionalmente caros, pero permiten un control óptimo. Aquí proponemos que el modelo dinámico de un robot blando puede reducirse a una ecuación dinámica de primer orden debido a su alta amortiguación y a sus bajas propiedades inerciales, tal y como se observa típicamente en la naturaleza, con una mínima pérdida de precisión. Este trabajo investiga la validez de esta suposición y las ventajas que aporta al modelado y control de los robots blandos. Nuestros resultados demuestran que esta aproximación del modelo es una poderosa herramienta para desarrollar controladores dinámicos de lazo cerrado en el espacio de tareas para robots blandos, simplificando el proceso de planificación y retroalimentación sensorial con efectos mínimos en la precisión del controlador.