7/26/2019 Mecanismos de transmisin-Robtica Industrial

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ROBTICA INDUSTRIAL

ESTRUCTURAS ROBTICAS

Mecanismos de transmisin (Barrientos, 1997)

Las transmisiones son los elementos encargados de transmitir elmovimiento desde los actuadores hasta las articulaciones. Junto con lastransmisiones se incluyen a los reductores, los mismos que son encargadosde adaptar el par y la velocidad de la salida del actuador a los valoresadecuados para el movimiento de los elementos del robot.

ransmisiones

!n robot mueve su e"tremo con aceleraciones elevadas, por esta ra#$n esde gran importancia reducir al m%"imo su momento de inercia. &el mismomodo, los pares est%ticos que deben vencer los actuadores dependendirectamente de la distancia de las masas al actuador. 'or estos motivos seprocura que los actuadores, por lo general pesados, estn lo m%s cercaposible de la base del robot. sta circunstancia obliga a utili#ar sistemas detransmisi$n que trasladen el movimiento hasta las articulaciones,especialmente a las situadas en el e"tremo del robot. *simismo, lastransmisiones pueden ser utili#adas para convertir movimiento circular enlineal o viceversa, cuando sea necesario.

*ctualmente en el mercado robots industriales con acoplamiento directoentre accionamiento y articulaci$n. +e trata, sin embargo, de casos

particulares dentro de la generalidad que en los robots industriales actualessupone la e"istencia de sistemas de transmisi$n unto con reductores parael acoplamiento entre actuadores y articulaciones.

!n buen sistema de transmisi$n cumple con las siguientes caracter-sticas

&ebe tener un tama/o y peso reducido0 +e ha de evitar que presente uegos u holguras considerables0 +e deben buscar transmisiones con gran rendimiento.

o e"iste un sistema de transmisi$n espec-2co para los robots, s- e"isten

algunos usados con mayor 3recuencia, y que se mencionan en la tablasiguiente. La clasi2caci$n se ha reali#ado sobre la base del tipo demovimiento posible en la entrada y la salida lineal o circular.

Tabla 1 Clasicacin de elementos de transmisin

Sistemas de transmisin !ara robots

Entrada"Salida

Denominacin #enta$asIncon%enien

tes

Circ&lar"Circ&lar

ngranae4orrea dentada

'ares altos&istancia

5olguras6

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4adena'aralelogramo4able

grande6

&istanciagrande

6

uido8iro limitado&e3ormabilidad

Circ&lar"Lineal

ornillo sin 2n4remallera

'oca holgura5olgura media

o#amientoo#amiento

Lineal"Circ&lar

'aralelogramoarticulado4remallera

65olgura media

4ontrol di3-cilo#amiento

Las transmisiones m%s habituales son aquellas que cuentan con movimientocircular tanto a la entrada como a la salida. ncluidas en stas se encuentranlos engranaes, las correas dentadas y las cadenas.

eductores

Los reductores, al contrario que las transmisiones, s- e"isten determinadossistemas usados de manera pre3erente en los robots industriales. sto sedebe a que a los reductores utili#ados en rob$tica se les e"igen unascondiciones de 3uncionamiento muy restrictivas. La e"igencia de estascaracter-sticas viene motivada por las altas prestaciones que se le piden alrobot en cuanto a precisi$n y velocidad de posicionamiento. La siguientetabla muestra valores t-picos de los reductores para rob$tica actualmenteempleados.

Tabla ' Caracter(sticas de red&ctores !ara robtica

Caracter(sticas de los red&ctores !ara robtica

Caracter(sticas #alores t(!icosRelacin de red&ccin)eso * tama+oMomento de inercia#elocidades de entrada

m,-ima)ar de salida nominal)ar de salida m,-imo.&e/o an/&larRi/ide0 torsionalRendimiento

:; < =;;;.1 < =; >g

;.;;;1 >g m?@;;; < 7;;; rpm

:7;; m79;; m

;6A1;; < A;;;

m

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Los reductores, por motivos de dise/o, tienen una velocidad m%"imaadmisible, que como regla general aumenta a medida que disminuye eltama/o del motor. ambin e"iste una limitaci$n en cuanto al par de

entrada nominal permisible ( T2 ) que depende del par de entrada ( T1 ) y

de la relaci$n de transmisi$n a travs de la relaci$n

T2=T

1(w1/w2 )

&onde el rendimiento, , puede llegar a ser cerca del 1;;D, y la relaci$n

de reducci$n de velocidades ( w1 G velocidad de entrada0 w2 G

velocidad de salida) var-a entre :; y =;;.

'uesto que los robots trabaan en ciclos cortos, que implican continuosarranques y paradas, es de gran importancia que el reductor sea capa# desoportar pares elevados puntuales. ambin se busca que el uego angularsea lo menor posible. Hste se de2ne como el %ngulo que gira al ee de salidacuando se cambia su sentido de giro sin que llegue a girar al ee de entrada.'or Eltimo, es importante que los reductores para rob$tica posean unarigide# torsional, de2nida como el par que hay que aplicar sobre el ee desalida para que, manteniendo bloqueado el de entrada, aqul gire un %ngulounidad.

Resol&cin (8on#%les, A;;A)

La resoluci$n espacial se de2ne como el incremento m%s peque/o demovimiento en que el robot puede dividir su volumen de trabao.

i/&ra 12 E-!licacin del t3rmino resol&cin

n el dibuo anterior supongamos que movemos el robot de '1 al 'A. 'A6'1

representa el menor incremento con el que se puede mover el robot a partirde '1. +i vemos estos incrementos en un plano se ver-a como una

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cuadricula. n cada intersecci$n de l-neas se encuentra un puntodireccionable, es decir un punto que puede ser alcan#ado por el robot. &eesta 3orma la resoluci$n espacial puede de2nirse tambin como la distanciaentre dos puntos adyacentes (en la 2gura la distancia entre puntos est%muy e"agerada a e3ectos de e"plicar el trmino). stos puntos est%n

t-picamente separados por un mil-metro o menos, dependiendo del tipo derobot.

La resoluci$n espacial depende de dos 3actores los sistemas que controlanla resoluci$n y las ine"actitudes mec%nicas.

&epende del control del sistema porque ste, precisamente, es el mediopara controlar todos los incrementos individuales de una articulaci$n. Loscontroladores dividen el intervalo total de movimiento para una untaparticular en incrementos individuales (resoluci$n de control o de mando).La habilidad de dividir el rango de la unta en incrementos depende de lacapacidad de almacenamiento en la memoria de mando. l nEmero deincrementos separados e identi2cables para un ee particular es An. 'oreemplo, en un robot con nGC la resoluci$n de mando puede dividir elintervalo del movimiento en A:@ posiciones discretas. *s-, la resoluci$n demando es intervalo de movimiento