[UNED] Robótica Tema 8

De este tema suelen caer solamente cosas en teroría, la verdad es que se podría dividir en una pregunta muy repetida un tanto larga y otras que se repiten un poco menos, bastante más cortas. No es un tema complicado, es fácil de estudiar, pero como todo en la vida tiene algunas dificultades, que con este resumen espero que no lo sean tanto.
Los puntos 8.3 y 8.4 no los pongo porque nunca han caido y son casi todo práctica, solo ha caido una vez un problema en Código-R y para eso te ponian una copia de la Tabla 8.1 de la página 232.
Antes de nada haremo s una pequeña introduccion al tema: Programación de robots.

Un robot industrial es básicamente un manipulador multifuncional reprogramable. La reporgramación es la capacidad que le permite su adaptación rápida y económica a diferentes aplicaciones.
La reprogramación de un robot es el proceso mediante el cual se indica la secuencia de acciones que deberá llevar a cabo dirante la realización de su tarea. Estas acciones consisten en su mayor parte en moverse a puntos predefinidos y manipular objetos del entorno.
Durante la ejecución del programa:

• El lee y actualiza las variables utilizadas en el programa
• Interacciona con el sistema de control cinamático y dinámico del robot, encargados de dar la señal de mando a los actuadores a partir de las especifiaciones del movimiento que se les proporciona.
• Interacciona con las entradas y salidas para la sincronización del robot con el resto de las máquinas y elementos que componen su entorno.

8.1 Métodos de Programación de Robots
(Ha caido alguna vez entero)

Programar un robot consiste en indicar paso a paso las diferentes acciones (moverse a punto, cerrar o abrir pizan, etc) que éste ha de realizar dirante su funcionamiento auntomático.
En la actualidad no existe una normalización del procedimiento de programación de los robots.Aunque cada fabricante desarrolla su método particular, válido unicamente para sus propios modelos, existen en todos ellos una serie de caracteristicas comunes.
El criterio más empleado para la clasificación de los métodos de programación re robots, hace referencia al sistema empleado para indicar la secuencia de acciones a seguir:

1. Moviendo físicamente el robot y registrando la configuración. (Guiado)
2. Utilizando un lenguaje de programación. (Textual)

En la actualidad los sistemas de programación tienden a combinar ambos métodos, con resultados satisfactorios.

8.1.1 Programación por Guiado
(Ha caido 2 veces)

La programación por guiado o aprendizaje consiste en hacer realizar al robot o una maqueta del mismo la tarea (llevándolo manualmente por ejemplo), al la vez que se registran las configuraciones adoptadas para su posterior repetición de forma automática.

• Si los actuadores están desconectados y el programador aporta la energía para mover directamente el robot, se trata de un guiado pasivo directo.
• Para superar este problema se puede usar un doble del robot, idéntico pero mucho más ligero y fácil de manejar, se hablará entonces de un guiado pasivo por maniquí.
• Se puede emplear un joystick o unteclado para mover las articulaciones del robot utilizando sus propios actuadores. Se trata entonces de un guiado activo. El robot es guiado por los puntos por los que se quiere que pase, y durante la ejecución del programa la unidad de control interporla dichos puntos para generar trayectorias. También es posible especificar datos relativos a la velocidad, tipo de trayectorias, precisión con la que se alcancen los puntos, etc (Guiado extendido).
  

Los métodos de programación por guiado son útiles, fáciles de aprender y requieren un espacio bastante pequeño de memoria para almacenar la información.
Entre los inconvenientes más destacables están la necesidad de utilizar al propio robot y su entorno para realizar la programación, obligando a sacar al robot de la linea de producción ésta.Otros problemas frecuentes son la inexistencia de una documentación del programa y la dificultad de realizar modificaciones en el mismo, lo cual conduce a una difícil depuracion y puesta a punto de las aplicaciones.

8.1.2 Programación Textual
(Ha caido 2 veces)

La programación textual permite indicar la tarea al robot mediante el uso de un lenguaje de programaciçon especifico. Un rpgrama se correspoende con una serie de ordenes que son editadas y luego ejecutadas. Existe un texto con el programa.
Este tipo de programaciçon puede ser clasificada en tres niveles: robot, objeto y tarea, dependiendo de que las ordenes se refieran a los moviemientos a realizar por el robot, al estado en que deben ir quedando los objetos o al objetivo o subojetivo parcial a conseguir.
A día de hoy, la programación se basa en el primer nivel, existiendo gran variedad de lenguajes de programación textual a nivel de robot como AL, AML, LM, VAL II, V+ y RAPID.
Se han realizado diversos intentos para desarrollar lenguajes a nivel de objeto, pero las dificultades que se han encontrado los investigadores han impedido una implementación eficiente del lenguaje. Como ejemplos temenos: RAPT, LAMA o AUTOPASS.
Ahora estaría bien ver el ejemplo realizado entre las páginas 223 y 225, en el que se programa una misma tarea primero a nivel de robot luego a nivel de objeto y como último a nivel de tarea.
Es importante que cada vez con mayor notoriedad, los sistemas de programación de robots tienen a combianar ambos modos (guiado y textual), permitiendose desarrollar el programa mediante la escritura de las instrucciones y ayudandose del guiado en aquellos momentos en que es necesario.

8.2 Requerimientos de un sistema de programación de robots
(es lo que más veces ha caido)

A pesar de la falta de normalización entre los métodos de programación de robots existentes, las necesidades comunes han originado un cierto paralelismo y afinidad entre casi todos los sistemas de programación.Esto permite establecer una serie de caracteristicas comunes, en cuanto a requerimientos:

• Entorno de programación.
• Modelado del entorno.
• Tipos de datos.
• Manejo de entradas/salidas (digital y analógica).
• Control del movimiento.
• Control del flujo de ejecución del programa.

8.2.1 Entorno de programación

Programar un robot es un proceso continuo de prueba y error. Por lo tanto la mayoría de los entornos de programación son interpretados, pudiendose realizar un seguimiento paso a paso de los programado y evitar el ciclo de editar-compilar-ejecutar muy costoso en tiempo. Es deseable una buena capacidad de depuración y ejecución paso a paso. También es deseable una buena monitorización continua del desarrollo del programa.

8.2.2 Modelado del entorno

El modelado del entorno es la representación que tiene el robot de los objetos con los que interacciona. Normalmente el modelo se limita a las caracteristicas geométricas (posición y orientación de los objetos), y en ocasiones forma, dimensiones, etc. Algunos modelos del entorno permiten establecer relaciones entre objetos:

• Independientes: El movimiento de uno no afecta al otro.
• Unión rígida: El movimiento de uno implica el movimiento del otro y vicebersa.
  
• Unión no rígida: El movimiento de uno implica el movimiento de el otro, pero no al revés.

8.2.3 Tipos de datos

Un sistema de programación de robots cuenta con tipos de datos convencionales (enteros, reales, booleanos, etc) y otros especificamente destinados a realizar operaciones de interacción con el entorno, como son los que especifican la posición, orientación de los puntos y objetos a los que debe de acceder el robot. La representación conjunta de posición y orientación del extremo del robot se consigue agrupando las tres coordenadas de posición con algunos de los métodos de representación de la orientación.
VAL II emplea (q1,...,q6),(px,py,pz, alfa, beta, gamma)
AML emplea (px,py,pz, alfa, beta, gamma)
AL emplea (q1,...,q6) y matrices de transformación homogenea

8.2.4 Manejo de entradas-salidas

La comunicación del robot con otras maquinas o procesos se puede realizar mediante señales de entrada y salida. Para el manejo de las señales de salida el robot dispone de instrucciones de activación y desactivación. Para las de entrada posee la capacidad de leerlas y controlar el flujo del programa según su valor, un caso especial es la generación de interrupciones. Mediante buses de campo o conexiones punto a punto se puede comunicar el robot con su entorno.
Otra aplicacióm importante de las entradas-salidas del robot, es la integración de sensores, incorporando la información de éstos al desarrollo de la tarea.Esta información puede ser utilizada de diversas maneras, entre las que destacan:

• Modificar la trayectoria.
• Elegir entre diversas alternativas.
• Obtener la identidad y posición de objetos y sus caracteristicas.
• Cumplir con restricciones externas.

8.2.5 Control del movimiento del robot

En el control del movimiento debe de programarse ademas del punto destino, el tipo de trayectoria espacial que ha de seguir (punto a punto, coordinada o continua), la velocidad (expresada como un tanto por ciento de la velocidad base) o precisión (baja o alta).
La consideración de las señales capatadas por los sensores en la especificación de los movimientos del robot, puede hacerse a varios niveles. Una primera posibilidad responde a la interrupción del movimiento del robot por verificarse algún tipo de condición externa programada. Esta posibilidad y se suele denominar movimiento protegido o monitorizado (guarded motions).
La segunda alternativa implica la modificación del movimiento, en cuanto a la situación del destino o velodad, según la información captada del entorno. De este modo el movimiento del extremo del robot queda alterado, adaptándose a lñas necesidades de un entorno cambiante o parcialmente ideterminado. Estos movimiento se conocen como acomodaticios (copiliant motion). En la práctica los movimientos monitorizados se implementan mediante el uso de interrupciones, mientras que los acomodaticios se realizan mediante el uso de funciones especiales (función ALTER wn VAL II o V+).

8.2.5 Control del flujo de ejecución del programa

El lenguaje ha de permitir especificar de alguna manera un flujo de ejecución de operaciones (for, repeat, while, etc). También debe de permitir utilizar herramientas de sincronismo como semáforos., dada la importancia de la capacidad de procesamiento en paralelo. Es importante para la mayoría de las aplicaciones el tener un control de interrupciones mediante las que distintos equipos en funcionamiento puedan interaccionar con el robot. se debe fijar la prioridad en el tratamiento de las mismas, así como activarlas o desactivarlas durante la ejecución de diversas fases del programa.

Bueno hasta aquí es todo, espero tener pronto, preparados los resumenes del tema 9 y 10 y a lo mejor me animo con algunas preguntas de los temas 3,4 y 6. Espero que os gusten estos resumenes.