Filtros

§Los filtros son necesarios para remover cualquier componente de frecuencia no deseada en una señal, principalmente para prevenir aliasing y reducir la señal de ruido.

§Algunas mediciones de termopares generalmente requieren de filtros pasa bajos para remover el ruido de las líneas de potencia.

§Las mediciones de vibración normalmente requieren de filtros antialiasing para remover componentes de señales más allá del rango de frecuencias del sistema de adquisición de datos.

Los FIFOs se usan comúnmente en circuitos de electrónica para almacenaje y hacer control de flujo. Hablando de hardware un FIFO consiste básicamente en un conjunto de punteros de lectura/escritura, almacenamiento y lógica de control. El almacenamiento puede ser SRAM, flip-flops, latches o cualquier otra forma adecuada de almacenamiento. Para FIFOs de un tamaño importante se usa usualmente una SRAM de doble puerto, donde uno de los puertos se usa para la escritura y el otro para la lectura.
Un FIFO sincrónico maneja el mismo reloj (clock) tanto para las lecturas como para las escrituras. Un FIFO asicrónico es aquel que utiliza diferentes relojes (clocks) uno para lectura y otro para la escritura. Cuando se habla de FIFOs asincrónicos se introduce el tema de la meta-estabilidad. Una implementación común de un FIFO asincrónico usa un Código Gray (o cualquier código de unidad de distancia) para los punteros de lectura y escritura de modo de asegurarse una generación de banderas (flags) segura/estable. Otra nota adicional respecto de la generación de banderas es que uno debe necesariamente usar punteros aritméticos para generar banderas para implementaciones asincrónicas de FIFO. Por otro lado, uno puede usar tanto un acercamiento "leaky bucket" o punteros aritméticos para generar banderas en una implementación FIFO sincrónica.

Introducciòn a la Robotica

Sin duda durante los siglos XX y XXI se dio una de los mas importantes sucesos que fue el ordenador o bein conocido tambien como computador. De igual manera que el computador es el caso de los robots que gracias a la literatura,cine de ciencia ficciòn la gran mayoria de las personas tienen una idea de lo que es el siginificado del robot. Cabe mencionar que los robots industriales tienen difentes caracteristicas que los que son mencionados e ilustrados en novelas y cines, mas sin embargo nos generan una idea generalizada.

Origen y Desarrollo de la Robotica.
A lo largo el ser humano se ha sentido fascinado por las màquinas y dispositivos capaces de imitar los movimientos del ser humano. los giregos tenian una palabra para describir estas maquinas la cual era automatos, la cual hoy en dia se sigue usando para las mismas la cual es automata.

• El gallo de la catedral de Estrasbuergo al dar la hora movia las alas y el pico.
• El león mecanico se abria el pecho con las garras y mostraba el escudo de armas del rey Luis XII.
• El hombre de palo construido para el emperador Carlos V andaba y movia la cabeza, ojos, boca y brazos.
• El flautista capaz de tocar varias melodias y el pato podia graznar, beber, comer y dirigir.

La palabra robot fue empleada por primera vez en el año de 1921, cuando el escritor checo Karel Capek estrena en el teatro nacional de praga su obra Rossum`s Universal Robot. El origen de la palabra eslava Robota, que se refiere al trabajo realizado de manera forzada.
Casi todos automas de aspectos humano fueron los telemanipuladores los cuales consistian en un dispositivo mecanico maestro-esclavo. En 1954 Goertz hizo uso de la tecnologia de la electronica y el servocontrol realizando el primer telemanipulador de servocontrol bilateral.
La sustituciòn del operador por un programa de ordenador que controlase los movimientos del manipulador dio origen a lo que hoy llamamos robot. La primer patente solicitada fue en el año de 1954 por el inventor britanico C.W Kenward. Dicha patente fue emitida en 1957 por el Reino Unido.
En 1960 la empresa Universal Automation instalo su primera máquina unimate en la fabrica de General Motors de Treton en Nueva Jersey en una aplicaciòn de fundición  inyecciòn.
En 1968 J.F Engelberger visito Japón y poco mas tarde se firmaron acuerdos con kawasaki para la contrucción de robots tipo unimate. El creciemiento en Japón aventajo en breve a los Estados Unidos Garcias a Nissan, que formo la primera asociación de robotica en el mundo la Asociación de Robotica Industrial de Japón (JIRA) en 1972 y 2 años mas tarde se formo el Instituto de Robotica americano. Europa fue hasta 1973 que construyo el primer robot con accionamiento totalmente electrico que fue contruido por la empresa sueca ASEA.
Las configuraciones de los primeros robots respondia a la esferica y antropomòrfica. En 1982 el profesor Makino de la universida Yamanashi de Jaón desarrolla un concepto de robot SCARA  (Selective Compliance Assembly Robot Arm) que buscaba que buscaba un robots con un número reducido de grados de libertad ( 3 o 4), un costo limitado y una configuración orientada al ensamblado de piezas.
Los futuros desarrollos de la robotica apuntan a aumentar su movilidad, destreza y autonomia de sus acciones ya que en la actualidad la mayoria de estos su base es fija y realizan tareas especificas como por ejemplo soldar, barrenar, ensamble, maquinas-herramientas, etc.

Definición y clasificación del Robot.
Existen ciertas dificultades al establecer una definición formal de lo que es un robot industrial. La primera de ella suerge de la diferencia del mercado Japones y el Euro-americano de lo que es un robot y lo que es un manipulador. para los japoneses un robot industrial es cualquier dispositivo mecánico dotado de articulaciones moviles destinado a la manipulación. En el mercado occidental es mas restrictivo, exigiendo una mayor complejidad, sobre todo el lo relativo al control.

• La definición mas común aceptada es la de la Asociación de Industrias Roboticas (RIA) que dice:

Un Robot Industrial es un manipulador multifuncional reprogramable capaz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, segun trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.

• La siguiente definición ha sido adoptada por la Organización Internacional de Estandares (ISO)

Manipulador muntifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales segun trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.

• Las siguientes definiciones establecidas por la asociación francesa de Normalización (AFNOR)

Manipulador: mecanismo formado generalmente en serie, articulados entre si, destinado al agarre y desplazamiento de objetos y puede ser controlado por un operador o mediante dispositivos lógicos.
Robot: manipulador automatico servocontrolado, reprogramble, polivalente, capaz de posicionar y orientar piezas , o dispositivos especiales siguiendo trayectorias variables y reprogramables, para la ejucución de tareas variadas. Normalmente tiene la forma de uno o varios brazos terminados en una muñeca. Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y ocasionalmente de percepción del entorno.

• la siguiente definición es según la Federación Internacional de Robotica (IFR)

Por un robot industrial de manipulación se entiende a una máquina de manipulación automatica reprogramable  y multifuncional con 3 o más ejes que pueden posicionar y orientar materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejucución de trabajos diversos en las diversas etapas de la producción industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento.

CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS SEGUN LA AFRI.

• Tipo A. Manipulador con control manual o telemando.
• Tipo B. Manipulador automatico con ciclos preajustados; regulación mediante fines de carrera  o topes, control por PLC; accionamiento neumatico, eléctrico o hidraulico.
• Tipo C. Robot programable con trayectoria continua  o punto a punto. Carece conocimientos sobre su entorno.
• Tipo D.  Robot capza de adquirir datos de su entorno, readaptando su atrea en función de estos.

1 Generación.
Repite la tarea programada secuencialmente.
No toma en cuenta las posibles alteraciones de su entorno.
2 Generación.
Adquiere información limitada de su entorno y actúa en consecuencia.
Puede localizar, clasificar (visión) y detectar esfuerzos y adaptar sus movimientos en consecuencia.
3 Generación.
Su programación se realiza mediante un lenguaje natural.
Posee capacidad para la planificación automatica de tareas .

En estas definiciones se debe entender que la reprogramabilidad y multifición se consigue sin modificaciones fisicas del robot.
Un sistema robotizado engloba todos aquellos dispositivos que realizan tareas de forma automatica  en sustitución de un ser humano y que pueden incoorporar o no a uno o varios robots, siendo esto ultimo lo más frecuente.

CLASIFICACIÓN DEL ROBOT INDUSTRIAL.
La IFR distigue entre 4 tipos de robots:

1. Robot secuencial.
2. Robot de trayectoria controlable
3. Robot adaptativo.
4. Robot telemanipulado.

ROBOT DE SERVICIO Y TELEOPERADOS.

Los robots de servicio se definen como dispositivos electromecánicos móviles o estacionarios, dotados normalmente de uno o varios brazos mecánicos independientes, controlados por un programa de ordenador y que realiza tareas no industriales de servivio. En esta definición entrarian robots dedicados al cuidado medico, educación, domesticos, uso en oficinas, intervención en ambientes peligrosos, aplicaciones submarinas, etc. Estos robots excluyen los telemanipuladores.

Los robots teleoperados son definidos por la NASA (1978) como: Dispositivos  roboticos con brazos manipuladores y sensores y cierto grado de movilidad, controlados remotamente por un  operador humano de manera directa  o a través de un ordenador.



La tabla muestra una clasificación y caracteristicas de cada unos de los robots de los ultimos años.



Historia de la Robotica

Por siglos, el ser humano ha construido máquinas que imitan partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses; los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicos, los cuales eran utilizados para fascinar a los adoradores de los templos.

Por otra parte  la robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo.

Existen referencias a King-su Tse, China clásica, que inventa un autómata en el 500 a. C. Arquitas de Tarento (hacia 400 a.C.) es considerado el padre de la ingeniería mecánica, y uno de los maestros clásicos de la robótica occidental. Figuras como Heron de Alejandría, Hsieh-Fec, Al-Jazari, Roger Bacon, Juanelo Turriano, Leonardo da Vinci, Vaucanson o von Kempelen construyeron robots en la edad media, el renacimiento y el clasicismo.

 Asi como en el siglo XIX existe un auge de los autómatas y se producen importantes avances en todas las ramas de la ingeniería. En 1942 Asimov publica las tres leyes de la robótica coincidiendo con el inicio de la robótica moderna, basada en los avances en mecánica, electrónica e informática. El desarrollo de robots en el terreno industrial, bélico y aeroespacial durante el siglo XX permite la aparición de robots de gran precisión, útiles en cirugía, como el robot quirúrgico da Vinci (Intuitive Surgical Inc, Sunnyvale, CA, USA).

El primer auténtico controlador realimentado fue el regulador de Watt, inventado en 1788 por el ingeniero británico James Watt. Este dispositivo constaba de dos bolas metálicas unidas al eje motor de una máquina de vapor y conectadas con una válvula que regulaba el flujo de vapor. A medida que aumentaba la velocidad de la máquina de vapor, las bolas se alejaban del eje debido a la fuerza centrífuga, con lo que cerraban la válvula. Esto hacía que disminuyera el flujo de vapor a la máquina y por tanto la velocidad.

El control por realimentación, el desarrollo de herramientas especializadas y la división del trabajo en tareas más pequeñas que pudieran realizar obreros o máquinas fueron ingredientes esenciales en la automatización de las fábricas en el siglo XVIII. A medida que mejoraba la tecnología se desarrollaron máquinas especializadas para tareas como poner tapones a las botellas o verter caucho líquido en moldes para neumáticos. Sin embargo, ninguna de estas máquinas tenía la versatilidad del brazo humano, y no podían alcanzar objetos alejados y colocarlos en la posición deseada.

El desarrollo del brazo artificial multiarticulado, o manipulador, llevó al moderno robot. El inventor estadounidense George Devol desarrolló en 1954 un brazo primitivo que se podía programar para realizar tareas específicas. En 1975, el ingeniero mecánico estadounidense Victor Scheinman, cuando estudiaba la carrera en la Universidad de Stanford, en California, desarrolló un manipulador polivalente realmente flexible conocido como Brazo Manipulador Universal Programable (PUMA, siglas en inglés). El PUMA era capaz de mover un objeto y colocarlo en cualquier orientación en un lugar deseado que estuviera a su alcance. El concepto básico multiarticulado del PUMA es la base de la mayoría de los robots actuales.

La robótica representa actualmente uno de los logros más grandiosos de la humanidad y es el más grande y único intento del la humanidad para producir seres artificiales que sienten. Es solo hasta años recientes que la manufactura ha hecho a los robots crecientemente disponibles y adquiribles al público en general.
Esta línea del tiempo es solo un vistazo de la robótica con un enfoque en robots móviles así como un reconocimiento a inventores e innovadores del campo que han hecho de los robots su actualidad. De igual manera en la actualidad las màquinas CNC (Control Nùmerico Computarizado) son consideradas como robots ya que de iguala manera son programadas para realizar una tarea especifica y con una mejor precisiòn y calidad.