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INTRODUCION al BRAZO ROBOTICO
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Mensaje INTRODUCION al BRAZO ROBOTICO 
 
Hola Gente Robotica ..este espacio ha sido creado para compartir experiencias a cerca de las diferentes formas de construccion e implementacion de un brazo robotico. Espero recibir sus comentarios y experiencias al respecto.

Si bien es cierto que para la contruccion de un brazo robotico se necesita como base conocimientos de:
  • Matriz de transformaciones homogéneas
  • Cinemática directa de un sistema robótico
  • Algoritmo de Denavit y Hartenberg
  • Cinemática inversa de un sistema robótico
  • Jacobiano de un sistema robótico
  • Ecuaciones de dinámica de un sistema robótico
  • Dinámica directa de un sistema robótico
  • Dinámica inversa de un sistema robótico
  • Matriz de Inercia
  • Vector de fuerzas centrifugas y de coriolis
  • Vector de efectos de campo...
  • Conocimientos de Estructuras
  • Software como el sap200o para ver las fuerzas
Nerd

Tambien podemos aplicar dependiendo a la dificultad del diseño, los grados de libertad, etc; una construccion mas sensilla(sin tanto calculo) si tenemos experiencia en hacer estructuras. Mr. Orange

Pero se debe tomar en cuenta que lo basico en la construccion de un brazo es la presicion que se tenga en la  mecanica ''mecanica fina''.

De preferencia es recomendable utilizar metal para que no exista rozamiento..pero tambien podemos utilizar madera y acrilicos...de acuerdo al gusto del cliente Cool

Y claro los motores que se elijan de preferencia son servo pero debido a lo caro de su adquisicion lo mas preciso en cuanto a su control de posicion es usar motores PAP. Ya que al usar motores DC no obtenemos presicion en los movimientos apesar de tener mayor velocidad que en un motor pap.

Despues de haber definido el motor pasamos a ver cual sera el posicionamiento de los motores en el brazo..logicamente nosotros antes de todo esto hemos hecho un boceto de como queremos que sea nuestro brazo y cuantos grados de libertad poseera. Para ello podemos trasmitir la fuerza mediante juego de engranajes o fajas cualquiera de los dos es valido de acuerdoal diseño que tengamos.

El diseño mas comun es poner lo motores en las articulaciones y logicamente generar los movimientos aunque como dije anteriormente tambien se puede usar fajas.

Bien ahora si estamos pensando en motores pap ..los tenemos de dos clases....unipolares y bipolares..bien esa eleccion ya queda de ustedes...en  mi caso yo he usado unipolares y un bipolar....mas que  nada porque en el bipolar ya venia un juego de engranajes que me facilitaba la transmision de fuerza a la estructura.

Recuerden el cerebro del brazo puede ser hecho mediante PIC, PC u otros..usando assembler, C, picbasic, visual, usando coneccion a puerto paralelo, USB,,,etc..pero en si una delas cosas mas importantes es la parte de lso drivers.

No solo se debe tomar en cuenta el hecho de que el motor probado en protobard con el driver funciona sino..logicamente que sucede cuando esta dentro acoplado a la estructura..puede soportar la carga??...puede soportar el peso de las extremidades siguientes?----se calientan los drivers?...seria preferible usar transistores?.....

Bueno en mi caso yo use ambos drivers y transistores ...pero me gustaria escuchar sus ideas e ir documentandonos todos sobre mejores sistemas de potencia para motores y claro sugerencias y experiencias que tengan de la contruccion de sus brazos roboticos.....a si que espero que  posteen y saquemos de este foro info interesante...bytess.... Tick

 Idea SHIRE
  




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Nada se mueve,nadie se comunica,nadie calcula y nada se produce en la sociedad moderna sin recurrir a la ELECTRONICA
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Mensaje Respuesta: INTRODUCION Al BRAZO ROBOTICO 
 
UNA ACLARACION POR FAVOR A QUE SE REFIEREN CON MOTORES PAP NO HE ESCUCHADO DE HELLOS ASTA AHORA
  




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La practica sin teoria ,es como estar paralitico;Y la teoria sin practica, es como estar ciego.
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Mensaje Respuesta: INTRODUCION Al BRAZO ROBOTICO 
 
A MEJOR DATO SERIA DONDE PUEDO CONSEGUIR UNO O DOS A Y CUANTO ESTAN COSTANDO EL MONOPOLAR Y EL BIPOLAR
  




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Mensaje Respuesta: INTRODUCION al BRAZO ROBOTICO 
 
Hola Marlon,

si has escuchado, se refiere a los Motores Paso A Paso (PAP) o Steppers Motors.

Buen tema shire, espero que ya terminen tus exámenes finales para que continúes con este tema tan interesante y que a más de uno le va a fascinar.

bytes.  Smartass
  




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Comparte el conocimiento !!!

Si lo oigo, lo olvido; Si lo veo, lo recuerdo; Si lo hago, lo entiendo.
Proverbio.


Just Burz
Diario del Ingeniebrio
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Mensaje Respuesta: INTRODUCION Al BRAZO ROBOTICO 
 
ya averigue sobre el tema gracias burs en todo caso dejo una copia delo que encontre para algunos que tengan dudas yo savia de la existencia de los paso a paso pero no savia que se les decia pap me falto deducir pero me sirvio para saver como funcionan ahora se algo mas de ellos y creo que boy a esperimentar con uno por que tengo uno de un fax que desarme para quitarle los engranajes   Mr. Orange bueno lñes dejo el tema espero les sirva
  




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Mensaje Respuesta: INTRODUCION Al BRAZO ROBOTICO 
 
:v:


            MARLON

                      

         M.A.R.M

        

Motores PaP o Motores Paso a Paso.

A diferencia de los Motores-CC que giran a todo lo que dan cuando son conectados a la fuente de alimentación, los Motores-PaP solamente giran un ángulo determinado, los primeros sólo disponen de dos terminales de conexión, mientras los otros pueden tener 4, 5 o 6, según el tipo de motor que se trate, por otro lado los motores de corriente continua no pueden quedar enclavados en una sola posición, mientras los motores paso a paso sí.

Esas son sólo algunas de las diferencias entre ambos tipos de motores, el primer contacto que tuve con uno de estos fue cuando desarmé una disketera de esas antiguas de 5 1/4, y la pregunta era "como ponerlo en funcionamiento...???" hasta que encontré muy buena información al respecto, y aquí vamos...

Los motores paso a paso son comúnmente utilizados en situaciones en que se requiere un cierto grado de precisión, por ejemplo en las disketeras anteriormente mencionada puedes encontrarlo unido al cabezal haciéndolo avanzar, retroceder o posicionarse en una determinada región de datos alojadas en el disket.

El ángulo de giro de estos motores es muy variado pasando desde los 90º hasta los 1.8º e incluso 0.72º, cada ángulo de giro, (también llamado paso) se efectúa enviando un pulso en uno de sus terminales, es decir que por ejemplo en motores que tienen 90º de giro por paso, se requiere 4 pulsos para dar una vuelta completa, mientras que en los de 1,8º necesitas 200 pulsos, y en los otros necesitas 500.

El que tengo aquí a mano tiene un ángulo de giro de 3,6º es decir que necesita 100 pulsos para dar una vuelta completa, esto puede variar según la forma de control que quieras utilizar.

Los Motores-PaP suelen ser clasificado en dos tipos, según su diseño y fabricación pueden ser Bipolares o Unipolares, aquí tienes un par de imágenes que lo diferencian el uno del otro...

Espero que hayas notado la diferencia, bueno, es que mientras los Unipolares disponen de dos bobinas independientes los Bipolares parecieran tener 4 debido al terminal central que es el común de cada par de bobinas, pues a eso se debe aquello de los 6 cables y que si unes los terminales Com1 y Com2 tienes un terminal común y 4 terminales de control (es decir 5 cables). Bien, ahora veamos como controlar estos motores...

Motores Bipolares

Si tienes la suerte de toparte con uno de estos,(el que tengo yo lo saqué de un disco duro,  :op) deberás identificar los cables 1a, 1b, 2a y 2b, lo cual es muy sencillo, ya que si utilizas un tester puedes medir la resistencia entre cada par de terminales, ya que los extremos 1a y 1b deben tener la misma resistencia que los extremos 2a y 2b, ahora si mides la resistencia en forma cruzada no te marcará nada ya que corresponden a bobinas distintas.

Bien, pasemos ahora a lo más interesante que es controlar estos motores bipolares.

El tema es que para hacerlo debes invertir las polaridades de los terminales de las bobinas 1 y 2 en una determinada secuencia para lograr un giro a derecha, y en secuencia opuesta para que gire a izquierda, la secuencia sería la que se muestra en esta tabla...

        
Recuerda que 1a y 1b corresponden a un misma bobina, mientras 2a y 2b corresponden a la otra...

Esto de invertir polaridades ya lo vimos anteriormente, lo que necesitamos ahora es la interfaz para controlar estos motores, ya que en la mayoría de los casos se hace a través de un microcontrolador, o por medio de la PC y como estos entregan muy poca corriente nos la tenemos que arreglar.

Una de las mejores opciones para controlar estos motores es hacer uso del Driver L293B que ya lo mencionamos anteriormente, el circuito en cuestión sería el siguiente...


En el esquema L1 y L2 son las bobinas del motor, los diodos D1 a D8 son para proteger al integrado de las sobretensiones generadas por dichas bobinas, las líneas marcadas en azul corresponden a la tensión de alimentación de los motores, mientras la marcada en verde a los niveles TTL de control del integrado, los terminales 1 y 9 se unieron para hacer un solo terminal de habilitación, y finalmente 1a, 1b, 2a y 2b son las entradas de control para la secuencia de las bobinas del motor, este circuito puede servir de base para muchos proyectos, ya sea controlado por PC o por microcontrolador.

De ahora en más todo se reduce a seleccionar un lenguaje de programación y empezar a codificar las secuencias según la tabla anterior.









Motores Unipolares

Estos motores comparado a los anteriores tienen sus ventajas, a pesar de tener mas de 4 cables son más fáciles de controlar, esto se debe a que tienen un terminal común a ambas bobinas. Una forma de identificar cada uno de los cables es analizar la forma de conexión interna de estos motores.


En la imagen los dos bobinados del motor se encuentran separados, pero ambos tienen un terminal central el cual lo llamaremos común (Com1, Com2) jeje, esto parece de puertos...   :o))

Bueno, en fin, la cuestión es que este motor tiene 6 cables, y ahora vamos a ponerle nombre a cada uno de ellos. Con el multímetro en modo ohmetro comenzamos a medir resistencias por todos los cables y para mayor sorpresa solo se obtienen tres valores distintos y que se repiten varias veces...

No marca nada
47 ohm
100 ohm
Eso me dio a mi, pero analicémoslo un poco...

100 Ohm es el mayor valor por lo tanto corresponde a los extremos de las bobinas, es decir A-B o bien C-D.

47 Ohm es aproximadamente la mitad de 100, por tanto esa debe ser la resistencia entre el terminal común y ambos extremos de una bobina, por ejemplo entre A-Com1 o B-Com1, o bien en la otra bobina, C-Com2 o D-Com2.

Lo que queda pendiente es cuando no marca nada, y bueno es que en ese momento se midieron los cables de bobinas distintas.

Ahora suponte que unes los terminales Com1 y Com2, entonces te quedas con un motor de 5 cables.


Aquí la resistencia entre cualquier terminal y el común es la misma y aproximadamente la mitad de la resistencia entre los extremos de las bobinas.

Eso fue para identificar el cable común, ahora vamos por los otros...

Como unimos los cables comunes de cada bobina los cuatro cables restantes serán A, B, C y D, y esto ya es a lo guapo, conecta el terminal común al positivo de la fuente de alimentación, toma uno de los 4 cables que te quedaron, lo bautizas como A y lo mandas a GND y no lo sacas de ahí hasta que te lo diga, el motor quedará enclavado en una sola posición, ahora abre los ojos bien grandes y sostén otro de los tres que te quedaron, presta mucha atención en esta oportunidad ya que cuando lo conectes a GND el motor dará un primer paso y luego ya le estaremos enseñando a caminar jaja...!!!

Aquí pueden ocurrir 3 cosas

Que el motor gire a derecha, lo bautizas como B
Que gire a izquierda, lo nombras D
Si no pasa nada es C
Si este último cable era B entonces lo desconectas y manteniendo A Conectado buscas D, es decir que gire a izquierda y bueno, C es el que quedó libre. ahora si ya estamos listos para comenzar.

Lo que necesitamos ahora es un circuito para manejar este motor, y lo vamos a hacer fácil, mira, te consigues un ULN2003 o un ULN2803, que creo es 4 ó 5 veces más económico que el L293B, y es algo así...

    
Se trata de un array de transistores Dárlington capaz de manejar hasta 500mA en sus salidas, sólo debes tener en cuenta que las salidas están invertidas respecto de las entradas, observa el diagrama interno de una de ellas, se puede apreciar que son de colector abierto. Bien, ahora montemos el siguiente circuito...


Y sí..., lo pondremos a funcionar con el puerto paralelo, no es que sea miedoso, pero por si las moscas, le puse 4 diodos 1N4148, y a demás un diodo zener de 12v para proteger al integrado, este circuito lo puedes montar en una placa de pruebas, que creo está demás decirlo.

Nos queda saber como será la secuencia para poner en marcha estos motores.

Antes de comenzar a explicarlo observa un momento el esquema del circuito y podrás darte cuenta, que los bobinados del motor requieren un pulso de señal negativa para ser activados, como el ULN tiene sus salidas invertidas, cada vez que envíes un "1" por el pin INn se transformará en "0" a la salida, es decir en el pin OUtn correspondiente.



Secuencia para Motores-PaP Unipolares

Estas secuencias siguen el orden indicado en cada tabla para hacer que el motor gire en un sentido, si se desea que gire en sentido opuesto, sólo se debe invertir dicha secuencia.

Básicamente alcancé a conocer 3 formas de controlar estos motores-PaP, la primera es realizar una secuencia que activa una bobina por pulso...

      
La verdad es que con esto bastaría, pero al trabajar con una sola bobina se pierde un poco el torque del motor.

La otra propuesta es activar las bobinas de a dos, en este caso el campo magnético se duplica, y en consecuencia el motor tiene mayor fuerza de giro y retención, la secuencia sería la siguiente...

      
Lo que noté con este tipo de secuencia es que los movimientos resultan demasiado bruscos, y encima las baterías no te aguantan mucho tiempo, pero dicen que este es de los más recomendados.

En estas dos formas de control vistas anteriormente se respetan la cantidad de pasos preestablecidas para cada motor, por ej., si tiene un ángulo de giro de 90º, con 4 pasos das una vuelta completa, pero también puedes hacerlo con 8 pasos, para lo cual deberías programar la siguiente secuencia.

      
Esta es una combinación de las dos anteriores, y conocida como secuencia de medio paso, por si te preguntas que pasa con la fuerza de giro, sólo puedo decirte que en este caso es bueno tener en cuenta la inercia del motor cuando este se encuentra en movimiento.

También deberías saber que hay un tiempo determinado para realizar la secuencia en cada uno de los pasos que se debe dar, ya que si la velocidad de los pulsos es demasiado alta, es posible que el motor se vuelva loco y gire en el sentido que se le ocurra, o bien quedarse titubeando en una sola posición sin saber que demonios hacer, respecto a eso, no queda otra que probar, y ver que pasa...



Algo más para ponerlo a prueba.

De todo lo visto anteriormente no hay nada mejor que ponerlo en práctica, así es que me tomé el trabajo de hacer un pequeño programita en VBasic 6, para ver el funcionamiento de este motor, observa...


jeje, no es eeeeeeel programa, pero sirve para iniciarnos en el tema. Antes de que comiences a preguntar, te diré que lo probé con Windows'98, Windows Millennium, y Windows'XP y funciona de 10, debo aclarar que en Windows'XP tuve un par de inconvenientes al utilizar inpout32.dll, así que la dejé, en su lugar conseguí una nueva librería y su nombre es IO.dll, toda la información que necesites de esta librería, la puedes conseguir en [url=http://www.geekhideout.com/iodll.shtml]Enlace[/url], y es de los mismos creadores de Parallel Port Monitor, lo que tiene de bueno, es el soporte para las distintas versiones de Windows y puedes usarla sin tener que especificar en cual trabajas, que bueno no...!!!, claro queeee está en inglés...

Otra cosa que quiero mencionar, parte del código lo saqué de una de las ediciones de la USERS más precisamente la Extra#45, así es que te puede parecer familiar el código fuente de este programita, y como siempre, no puedo estar tranquilo si no le modifico algo, en fin, ahí está...

Todos los detalles de la programación se encuentran en los comentarios del código fuente, el cual puedes bajarlo directamente desde...


Por cierto, también incluí la dll y el ejecutable, por si las moscas...!!!



Ten mucha precaución cuando trabajes con el puerto de tu máquina, ya que cualquier error puede traerte grandes dolores de cabeza...!!!
  




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disculpen pero no se colocar imagenes pense que era como en el correo  Sad
  




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Hola ..Tenía tiempo que no visitaba el foro por estar de vacaciones headbang
hablando de motores a pasos les enseño un pequeño video que subí hace ya unos cuantas semanas..
El video es bastante sencillo..sólo se vé el control de un motor bipolar haciendolo girar 180° en un sentido y en otro por medio del puerto paralelo de la PC..
SALUDOS occasion5
espero sus comentarios Laughing  Embarassed


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Hola gentita robotica... bueno burz..si por fin termine los examenes..ahora si podre descanzar en paz hello1 ...bueno recapitulando la pequeña introduccion sobre la construccion de un brazo robotico...me habia quedado preguntadoles sobre sus puntos de vista a cerca de drivers de potencia o sistemas de potencia para los motores que se utilizan en los brazos robotico o en sistemas parecidos...me gustaria leer sus comentarios... computer

Pues si marlon el tutorial que pusiste en el foro fue uno de los primeros en los que me guie para ver el comportamiento de estos motores ...aunque como ya lo dije anteriormente es mejor trabajar con motores servo (pero son algo caros)y con estructuras metalicas..que bien que compartas la informacion con el foro....espero tus comentarios sobre los drivers de potencia para estos motores en brazos roboticos...

Gerald vi los videos..muy ilustrativos thumbleft  sobre el  movimiento en los pap y en el segundo mostraste la acoplacion en un carrito ..claro en principio la pregunta es cuales son las interfaces que son el punto medio y muy importante entre el cerebro del ssistema y los motores(drivers de potencia) porque son ellos no no pasa nada...y bueno si algunos  nos saben el DB25 es el conector de 25 pines u orifios que va ala computdora osea al puerto paralelo aunque tambien se puede usar un DB9, los hay macho y hembra dependiendo la necesidad.

Bueno gente espero sus comentarios...bytes headbang

              thumbright  SHIRE
  




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Hola:
gracias SHIRE..y a todos!
La interface que usé para cada motor a pasos bipolar fué el L293D..que trae internamente los diodos de protección!..
pero puden usar el L293E o L293B ...Pero no les vaya a pasar como a mí que no puse diodos y la mitad del integrado se quemó!.. dontknow
ya ques estos dos últimos si necesitan diodos!.

SALUDOS
AT:GERALD headbang
  



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