Elementos Actuadores y Sistemas de Control en Robótica

Elementos Actuadores

Son los elementos encargados de mover las partes de los robots.

Actuadores Eléctricos

• Solenoides: Son electroimanes con núcleo móvil de hierro que realizan movimientos cortos. Son adecuados para liberar o enclavar partes móviles.
• Motores de corriente continua: Para movimientos que no requieren gran precisión.
• Motores paso a paso: Capaces de posicionar con exactitud el elemento que controlan. Su activación se lleva a cabo mediante señales de voltaje, girando un paso con cada pulso, hasta 1.8º. Existen tres tipos:
  • De reluctancia variable
  • De imán permanente
  • Híbrido

Actuadores Neumáticos

Emplean la energía del aire comprimido para mover las articulaciones, lo que limita su uso a acciones que requieran poca fuerza y precisión. Destaca la rapidez en la ejecución de los movimientos.

Actuadores Hidráulicos

Emplean un líquido para mover las articulaciones y otros elementos de la cadena cinemática. Son capaces de ejercer mucha más presión que los neumáticos y tienen la ventaja de poder detener el cilindro en cualquier punto del recorrido.

Sistemas de Control

Un sistema se distingue por:

1. La entrada: Conjunto de variables que al ser modificadas producen alteraciones en el estado del sistema.
2. La salida: Resultado que esperamos obtener de él.
3. Las perturbaciones: Variables que no controla el sistema y afectan al resultado obtenido a la salida.

Tipos de Sistemas de Control

• Sistema de control en lazo abierto: La variable de salida no realiza ninguna acción de control sobre el sistema.

  Características:

  • No se compara la salida con el valor deseado.
  • La señal de referencia establece unas condiciones prefijadas.
  • La precisión de la salida depende del ajuste del controlador.
  • Si se producen perturbaciones, el sistema no cumple su función correctamente.
• Sistema de control en lazo cerrado: La variable de salida es monitorizada con el fin de lograr que el resultado final sea lo más parecido posible al modelo preestablecido.

  Funcionamiento:

  • El proceso que lleva a cabo el sistema es constantemente ajustado por medio de una señal de control.
  • La señal de control procede de la comparación entre la señal de referencia y la lectura que realiza en tiempo real un sensor a la salida del sistema.
  • La señal de control ajusta el funcionamiento del sistema para evitar desviaciones.

  Características:

  • Más precisos que los sistemas en lazo abierto.
  • Menos sensibles a las perturbaciones externas.
  • Más complejos, más caros y con más posibilidades de averías.