Fundamentos de Robótica e Impresión 3D: Conceptos Clave y Componentes Esenciales

Conceptos Fundamentales de Agentes y Robótica

¿Qué es un Agente y un Robot?

Un agente es un sistema capaz de percibir y actuar en su entorno a través de sensores. Un robot es un tipo específico de agente físico que interactúa con el entorno mediante movimientos mecánicos.

Tipos de Agentes

Existen varios tipos de agentes:

• Reactivos
• Basados en modelos
• Basados en objetivos
• Basados en utilidad

¿Qué es un Sensor?

Dispositivo que detecta estímulos externos y responde en consecuencia. Algunas magnitudes que pueden ser medidas incluyen:

• Temperatura
• Presión
• Humedad
• Luz
• Velocidad
• Proximidad
• Movimiento
• Sonido, etc.

¿Qué es un Actuador?

Dispositivo mecánico, eléctrico o hidráulico que convierte una señal de control en movimiento físico, ya sea directo o indirecto.

Sistemas de Accionamiento

Son los componentes mecánicos, eléctricos o hidráulicos que permiten que los robots se muevan y ejecuten tareas. Algunos ejemplos comunes son:

• Brazos robóticos industriales
• Robots móviles
• Exoesqueletos robóticos
• Robots humanoides

Caso de Estudio: Robot RISE

El Robot RISE es un robot trepador de 6 patas de inspiración biológica, diseñado para la movilidad general en cualquier entorno. Su diseño imita la funcionalidad de un animal trepador.

Tecnología de Impresión 3D

¿Qué es una Impresora 3D?

Aparato capaz de imprimir en tres dimensiones. Construye el objeto capa por capa, generalmente utilizando plástico u otros materiales.

Proceso de Impresión 3D

El proceso de materialización de un objeto 3D sigue una serie de pasos definidos:

1. Tener una idea: Definición del objeto a crear.
2. Crear el modelo 3D digital: Diseño del archivo digital para imprimir.
3. Software de Slicing: El software procesa el archivo (generalmente STL) y lo transforma a código G.
4. Materialización del objeto: Con el archivo en código G, se inicia la impresión, previa calibración de la impresora.
5. Retoques finales: Una vez acabada la impresión, se realizan los retoques finales, que incluyen quitar el soporte, lijar asperezas, pintar, etc.

Partes Físicas de una Impresora 3D

La estructura de una impresora 3D es el conjunto de todas las piezas que forman el soporte y la base donde descansan el resto de elementos. A continuación, se detallan sus componentes clave:

Componentes de Movimiento y Estructura

Ejes (X, Y, Z)

Elementos que transmiten los movimientos a la impresora.

Varillas

Tubos que guían las partes móviles.

Rodamientos

Evitan que se rayen las varillas y que se produzcan ruidos o atascos en la impresora.

Correas

Transmiten el movimiento del motor a las partes móviles de la impresora.

Componentes de Extrusión y Fusión

Extrusor

Encargado de desplazar el hilo del filamento que saldrá de la bobina de manera uniforme y constante. Sus componentes incluyen el motor, el disipador del calor, el engranaje de tracción y el rodamiento de presión.

Fusor

Encargado de fundir el filamento y depositarlo en la cama mediante la boquilla. Está compuesto por el ventilador, el disipador, el barrel, el bloque calentador y la boquilla.

Componentes Electrónicos y de Control

Fuente de Alimentación

Convierte la red eléctrica a un voltaje adecuado para la impresora 3D.

Placa Base

Controla todos los componentes de la máquina.

Panel de Control

Permite la interacción del usuario con la impresora.

Componentes de Plataforma y Material

Cama Caliente

Calienta la plataforma hasta una cierta temperatura y es el lugar donde se deposita el filamento.

Sensor Inductivo

Utilizado para compensar las desviaciones de la cama caliente. Ajusta la nivelación de la cama y la distancia de la plataforma de impresión.

Filamento de Impresión

Material utilizado para la impresión (ejemplos: ABS, PLA, etc.).