MANUFACTURA AVANZADA

AUTOR: HECTOR HINOSTROZA

ROBOTICA INDUSTRIAL

Este término procede de la palabra robot. La robótica es, por lo tanto, la ciencia o rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los robots. Los robots son dispositivos compuestos de sensores que reciben datos de entrada y que pueden estar conectados a la computadora. Esta, al recibir la información de estas entradas, ordena al robot que efectúe una determinada acción. Puede ser que los propios robots dispongan de procesadores que reciben la información de los sensores y que estos procesadores ordenen al robot la ejecución de acciones para las cuales está concebido. En este caso, el propio robot es a su vez una maquina que procesa información.

Figura 4.1- Robots Industriales Aplicados a la Manufactura

Definiciones

Un robot

Es un artefacto mecánico diseñado para mover materiales, partes, herramientas, o dispositivos especiales, los movimientos son programados por medio de un procesador digital, para el desempeño de una variedad de tareas. Un robot es un artefacto automático que realiza las funciones normalmente atribuido a humanos.

La Robótica

La robótica es un área interdisciplinaria formada por la ingeniería mecánica, eléctrica, electrónica y sistemas computacionales. La mecánica comprende tres aspectos: diseño mecánico de la máquina, análisis estático y análisis dinámico. La electrónica le permite al robot trasmitir la información que se le entrega, coordinando impulsos eléctricos que hacen que el robot realice los movimientos requeridos. La computación provee de los programas necesarios para lograr la coordinación mecánica requerida en los movimientos del robot, dar un cierto grado de inteligencia a la máquina, es decir adaptabilidad, autonomía y capacidad interpretativa y correctiva. El término de robótica inteligente combina cierta destreza física de locomoción y manipulación, que caracteriza a lo que conocemos como robot, con habilidades de percepción y de razonamiento residentes en un procesador. La locomoción y la manipulación están directamente relacionadas con los componentes mecánicos de un robot. La percepción está directamente relacionada con los dispositivos que proporcionan información del medio ambiente.

Automatización Industrial.

Es el más relevante y de interés para nosotros. Corresponde al uso de robots en la industria a fin de mejorar, agilizar y aumentar la producción en los diferentes procesos. Hay factores que limitan el desarrollo e implementación de sistemas robóticos. Como mencionamos anteriormente, las aplicaciones de los sistemas robóticas podrían ser innumerables. Pero existen factores, críticos y decisivos, que inhiben el crecimiento y desarrollo de esta tecnología. Una de ellas pueden ser, las limitaciones económicas. Dado que la robótica es una disciplina avanzada, los costos asociados a ella son relativamente altos, puesto que se necesitan recursos no sólo para su construcción. Hay muchas áreas de investigación relacionadas que también generan costos, y que hacen que en la actualidad un sistema robótico sea un producto caro.

Robótica y Automatización

Son disciplinas surgidas en diferentes épocas. La robótica nace en décadas recientes para complementarse con la automatización, aportándole como elemento innovador con cierto grado de inteligencia. En el ambiente industrial, la automatización es una tecnología que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos, electrónicos basados en la informática, en la operación y control de la producción. Este concepto, para ser actualizado, debe incluir el uso de robots. El robot industrial forma parte del progresivo desarrollo de la automatización industrial, favorecida notablemente por el avance de las técnicas de control por computadora y la tecnología en general, y contribuye de manera decisiva a la automatización en los procesos de manufactura en pequeña, mediana y gran escala.

Robótica Industrial

Se entiende por Robot Industrial a un dispositivo de maniobra destinado a ser utilizado en la industria y dotado de uno o varios brazos, debe ser programable para cumplir operaciones diversas con varios grados de libertad y destinado a sustituir la actividad física del hombre en las tareas repetitivas, monótonas, desagradables o peligrosas. El RIA “Robot Institute of America” define al Robot como "Un manipulador multi-funcional re-programable, diseñado para mover materiales, partes, herramientas o dispositivos especializados a través de movimientos variables programados para la realización de una variedad de actividades". Los robots industriales son dispositivos mecánicos con funcionamiento múltiple, programables y diseñados para mover material, piezas, herramientas, o dispositivos especializados para realizar una variedad de tareas. Un sistema de robótica industrial incluye no solamente los robots si no también, cualquier dispositivo requerido para que el robot realice sus tareas, y por otro lado la supervisión y las interfaces de comunicación. Los robots se utilizan generalmente para realizar trabajos inseguros, peligrosos, muy repetitivos, así como y tareas desagradables. Tienen muchas diversas funciones tales como manejo de materiales, ensamble, soldadura de arco, soldadura de la resistencia, la carga y descarga de máquinas y funciones para mover, pintar, rociar, etc.

Clasificación de los Robots Industriales

Una clasificación del grado de complejidad del Robot puede establecerse de la siguiente forma:

Robots de Primera Generación:

Dispositivos que actúan como un "esclavo" mecánico del hombre, quien provee mediante su intervención directa el control de los órganos de movimiento. Esta transmisión tiene lugar mediante servomecanismos actuados por las extremidades superiores del hombre, caso típico manipulación de materiales radiactivos, obtención de muestras submarinas, etc.

Robots de Segunda Generación:

El dispositivo actúa automáticamente sin intervención humana frente a posiciones fijas en las que el trabajo ha sido preparado y ubicado de modo adecuado, por lo que ejecuta movimientos repetitivos en el tiempo, que obedecen a lógicas combinatorias, secuenciales, programadores paso a paso, neumáticos o Controladores digitales. Un aspecto muy importante está constituido por la facilidad de rápida reprogramación que convierte a estos Robots en unidades versátiles, cuyo campo de aplicación no sólo se encuentra en la manipulación de materiales sino en todos los procesos de manufactura, como por ejemplo: pintura, soldadura, asistiendo a las máquinas y herramientas para la carga y descarga de piezas. En la inyección de termoplásticos y metales no ferrosos, y algunas operaciones de máquinas convencionales

Robots de Tercera Generación:

Son dispositivos que habiendo sido construidos para alcanzar determinados objetivos serán capaces de elegir la mejor forma de hacerlo teniendo en cuenta el ambiente que los circunda. Para obtener estos resultados es necesario que el robot tenga las condiciones que posibiliten su interacción con el medio ambiente y los objetos. Las mínimas aptitudes requeridas son: capacidad de reconocer un elemento determinado en el espacio y la capacidad de adoptar trayectorias propias para conseguir el objetivo deseado. Los métodos más comunes de identificación empleados, son la visión por computadora por ser esta el medio usado por el humano en la identificación de objetos.

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