Aprèn i recorda, concepte a concepte
Fitxes curtes amb una demo per tocar. Cerca el que vols explicar o repassar.
Itineraris
Sessió 1: Fonaments de robòtica
El mapa complet d’un robot: actuadors, comunicació, sensors, mecànica, cinemàtica i aprenentatge. Cada peça un cop, amb la seva demo.
Cèl·lula de fabricació flexible
Com funciona una línia automatitzada de principi a fi: detectar, actuar, controlar i emmagatzemar, amb la guia interactiva de la maqueta.
Per categoria
Actuadors
Cilindres pneumàtics i electrovàlvules
L’aire comprimit mou els cilindres; les electrovàlvules fan de pont amb el PLC. Una monoestable torna sola a repòs per molla quan perd el senyal; una biestable necessita un senyal per a cada moviment i recorda l’última posició.
Com funcionen els motors
Corrent dins d’un camp magnètic = força. Tres famílies segons qui canvia el corrent: escombretes (DC), un controlador que compta passos (stepper) o una electrònica que llegeix el rotor (brushless).
Ventoses i efecte venturi
Fent passar aire comprimit per un estrenyiment, s’accelera i la pressió baixa: es crea buit a la ventosa, que xucla la peça. Així es fa buit sense bomba.
Sensors
Cèl·lula de càrrega (load cell)
Unes galgues enganxades a un metall canvien una mica la seva resistència quan es flexionen. Un pont de Wheatstone dona uns mil·livolts, un ADC els converteix en counts i la calibració els passa a grams.
Detectors de presència i finals de cursa
Per saber si una peça o un pistó és al seu lloc: finals de cursa per contacte, sensors reed magnètics als cilindres i sensors òptics que detecten si la peça talla un feix de llum.
Divisor de tensió per llegir un sensor resistiu
Un PLC no pot llegir una resistència, però sí una tensió. Posant el sensor en sèrie amb una resistència fixa, la tensió del punt mitjà canvia amb el sensor: Vout = Vcc · RS / (RS + Rfixa).
Encoders rotatius
Un encoder diu al motor on és. Amb dos canals desfasats (A i B) saps quant ha girat i en quin sentit.
IMU i fusió de sensors
L’acceleròmetre sap on és avall però es confon quan es mou; el giroscopi és suau però deriva. Un filtre complementari fa servir el giroscopi a curt termini i l’acceleròmetre a llarg termini.
Lidar i SLAM
Comptar voltes de roda acumula error (drift). Un lidar mesura distàncies en moltes direccions alhora; l’SLAM construeix el mapa i s’hi localitza alineant cada scan, i així corregeix la deriva.
Profunditat estèreo
Dues càmeres separades veuen el mateix objecte desplaçat; el que és a prop es desplaça més. La profunditat surt de Z = f · B / d.
Sensor de distància per ultrasons
Emet un pols i mesura quant triga l’eco: d = c · t / 2. La velocitat del so depèn de la temperatura, així que si no la compenses la lectura es desvia.
Sensors de proximitat inductius i capacitius
El capacitiu detecta qualsevol material perquè en canvia la capacitat; l’inductiu només detecta metalls perquè s’hi indueixen corrents. Fent servir tots dos, saps si una peça és metàl·lica.
Comunicació
Adreçament al bus de servos
Si sis servos comparteixen un cable, cadascun necessita un ID. Tots ho senten tot i només respon el que coincideix; dos servos amb el mateix ID es trepitgen.
Com parlen els xips (UART, I2C, SPI, CAN)
Un bus són uns cables compartits. Cada protocol resol a la seva manera qui parla, amb qui i quan: UART punt a punt, I2C per adreça, SPI amb un cable de selecció i CAN per ID de missatge.
Mecànica
Backlash (joc entre dents)
Entre les dents d’un engranatge hi ha una mica de joc. En invertir el sentit, el motor gira sense moure la sortida, i l’error a la punta creix amb la llargada del braç.
Reductores (gearboxes) per a articulacions
Una reductora de relació N divideix la velocitat per N i multiplica el parell per N. Planetària, harmonic drive o engranatges rectes: cada família canvia la precisió, la robustesa i la facilitat de moure-la des de fora.
Cinemàtica
Cinemàtica directa i inversa (FK i IK)
FK: d’angles a posició de la mà, sempre una resposta. IK: de posició a angles; hi pot haver dues solucions (colze amunt o avall) o cap si el punt és fora d’abast.
El jacobià
El jacobià passa de velocitats de les articulacions a velocitat de la mà (v = J·ω). Quan el seu determinant és zero, el braç és en una singularitat i perd una direcció de moviment.
Sistemes de referència (frames) i transformacions
Un punt només té coordenades respecte d’un frame (origen + eixos). Per passar del frame del robot al del món: p_world = R(θ) · p_robot + t.
Control
Aprenentatge
Imitation learning
Una persona teleopera el robot, es graven parells observació-acció i s’entrena una policy perquè els copiï. Falla en estats que no ha vist mai; s’arregla amb demos més variades i predient diverses accions seguides.
Models vision-language-action (VLA)
Un VLA parteix d’un model que ja relaciona imatges i text i hi afegeix una sortida d’accions: rep càmeres, una instrucció i l’estat del robot, i retorna un fragment de moviments.
Reinforcement learning
Ningú no diu al robot com fer-ho, només si ho ha fet bé: l’agent prova accions, rep una recompensa i aprèn una policy que la maximitza. En simulació se n’entrenen milers de còpies alhora.
Automatització industrial
Cèl·lula de fabricació flexible
Una línia automatitzada en tres fases: alimentació i classificació, mecanització i emmagatzematge. Dos PLC coordinen sensors, cilindres pneumàtics i servomotors per tractar cada peça segons el seu material i color.
Manipulador cartesià X-Y i servomotors
Dos eixos perpendiculars moguts per servomotors amb encoder. En arrencar busca el zero de cada eix; després converteix coordenades en mil·límetres a polsos per anar exactament a cada posició.
PLC i GRAFCET
Un PLC llegeix cíclicament totes les entrades, executa el programa i actualitza les sortides. El GRAFCET descriu el procés com una seqüència d’etapes i transicions: cada pas espera una condició per passar al següent.
Seguretat en màquines automatitzades
Una aturada d’emergència tipus bolet atura tota la màquina, unes barreres aturen el moviment si algú entra a la zona i un semàfor mostra l’estat d’un cop d’ull.