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Definición
del Robot Industrial
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Existen
ciertas dificultades a la hora de establecer una definición formal
de lo que es un robot industrial. La primera de ellas surge de la diferencia
conceptual entre el mercado japonés y el euro americano de lo que
es un robot y lo que es un manipulador. Así, mientras que para
los japoneses un robot industrial es cualquier dispositivo mecánico
dotado de articulaciones móviles destinado a la manipulación,
el mercado occidental es más restrictivo, exigiendo una mayor complejidad,
sobre todo en lo relativo al control.
En segundo lugar, y centrándose ya en el concepto occidental, aunque
existe una idea común acerca de lo que es un robot industrial,
no es fácil ponerse de acuerdo a la hora de establecer una definición
formal. Además, la evolución de la robótica ha ido
obligando a diferentes actualizaciones de su definición.
La
definición mas comúnmente aceptada posiblemente sea la de
la Asociación de Industrias Robóticas (RIA), según
la cual:
Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable,
capaz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales,
según trayectorias variables, programadas para realizar tareas
diversas.
Esta definición, ligeramente modificada, ha sido adoptada por la
Organización Internacional de Estándares (ISO) que define
al robot industrial como:
Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad,
capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales
según trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.
Se
incluye en esta definición la necesidad de que el robot tenga varios
grados de libertad. Una definición más completa es la establecida
por la Asociación Francesa de Normalización (AFNOR) que
define primero el manipulador y, basándose en dicha definición,
el robot:
Manipulador:
mecanismo formado generalmente por elementos en serie, articulados entre
sí, destinado al agarre y desplazamiento de objetos. Es multifuncional
y puede ser gobernado directamente por un operador humano o mediante dispositivo
lógico.
Robot:
manipulador automático servo controlado, reprogramable, polivalente,
capaz de posicionar y orientar piezas, útiles o dispositivos especiales,
siguiendo trayectoria variables reprogramables, para la ejecución
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. Normalmente
su uso es el de realizar una tarea de manera cíclica, pudiéndose
adaptar a otra sin cambios permanentes en su material.
Por
ultimo, la Federación Internacional de Robótica (IFR) distingue
entre robot industrial de manipulación y otros robots:
Por
robot industrial de manipulación se entiende a una máquina
de manipulación automática, reprogramable y multifuncional
con tres o más ejes que pueden posicionar y orientar materias,
piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejecución
de trabajos diversos en las diferentes etapas de la producción
industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento. En
esta definición se debe entender que la reprogramabilidad y multifunción
se consigue sin modificaciones físicas del robot.
Común en todas las definiciones anteriores es la aceptación
del robot industrial como un brazo mecánico con capacidad de manipulación
y que incorpora un control mas o menos complejo.
Un sistema robotizado, en cambio, es un concepto más amplio.
Engloba todos aquellos dispositivos que realizan tareas de forma automática
en sustitución de un ser humano y que pueden incorporar o no a
uno ovarios robots, siendo esto ultimo lo mas frecuente.
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Clasificación del Robot Industrial
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La
maquinaria para la automatización rígida dio paso al robot
con el desarrollo de controladores rápidos, basados en el microprocesador,
así como un empleo de servos en bucle cerrado, que permiten establecer
con exactitud la posición real de los elementos del robot y establecer
el error con la posición deseada. Esta evolución ha dado
origen a una serie de tipos de robots, que se citan a continuación:
| Manipuladores |
Son
sistemas mecánicos multifunciónales, con un sencillo
sistema de control, que permite gobernar el movimiento de sus elementos,
de los siguientes modos:
*-
Manual: Cuando el operario controla directamente la tarea
del manipulador.
*-De
secuencia fija: cuando se repite, de forma invariable, el proceso
de trabajo preparado previamente.
*-De
secuencia variable: Se pueden alterar algunas características
de los ciclos de trabajo.
Existen
muchas operaciones básicas que pueden ser realizadas óptimamente
mediante manipuladores, por lo que se debe considerar seriamente
el empleo de estos dispositivos, cuando las funciones de trabajo
sean sencillas y repetitivas.
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| Robots
de repetición o aprendizaje |
Son
manipuladores que se limitan a repetir una secuencia de movimientos,
previamente ejecutada por un operador humano, haciendo uso de un controlador
manual o un dispositivo auxiliar. En este tipo de robots, el operario
en la fase de enseñanza, se vale de una pistola de programación
con diversos pulsadores o teclas, o bien, de joystics, o bien utiliza
un maniquí, o a veces, desplaza directamente la mano del robot.Los
robots de aprendizaje son los mas conocidos, hoy día, en los
ambientes industriales y el tipo de programación que incorporan,
recibe el nombre de "gestual". |
| Robots
con control por computador |
Son
manipuladores o sistemas mecánicos multifuncionales, controlados
por un computador, que habitualmente suele ser un microordenador.
En este tipo de robots, el programador no necesita mover realmente
el elemento de la maquina, cuando la prepara para realizar un trabajo.
El control por computador dispone de un lenguaje especifico, compuesto
por varias instrucciones adaptadas al robot, con las que se puede
confeccionar un programa de aplicación utilizando solo el terminal
del computador, no el brazo. A esta programación se le denomina
textual y se crea sin la intervención del manipulador.
Las grandes ventajas que ofrecen este tipo de robots, hacen que se
vayan imponiendo en el mercado rápidamente, lo que exige la
preparación urgente de personal cualificado, capaz de desarrollar
programas similares a los de tipo informatico. |
| Robots
inteligentes |
Son
similares a los del grupo anterior, pero, además, son capaces
de relacionarse con el mundo que les rodea a través de sensores
y tomar decisiones en tiempo real (auto programable).
De momento, son muy poco conocidos en el mercado y se encuentran en
fase experimental, en la que se esfuerzan los grupos investigadores
por potenciarles y hacerles más efectivos, al mismo tiempo
que más asequibles.
La visión artificial, el sonido de maquina y la inteligencia
artificial, son las ciencias que más están estudiando
para su aplicación en los robots inteligentes. |
| Micro-robots |
Con
fines educacionales, de entretenimiento o investigación, existen
numerosos robots de formación o micro-robots a un precio muy
asequible y, cuya estructura y funcionamiento son similares a los
de aplicación industrial. |
| Clasificación
de los robots según la AFRI (AFRI) Asociación Francesa
de Robótica Industrial |
| Tipo
A |
Manipulador
con control manual o telemando. |
| Tipo
B |
Manipulador
automático con ciclos preajustados; regulacion mediante fines
de carrera o topes; control por PLC; accionamiento neumático,
eléctrico o hidraúlico. |
| Tipo
C |
Robot
programable con trayectoria continua o punto a punto. Carece de conocimiento
sobre su entorno. |
| Tipo
D |
Robot capaz de adquirir datos de su entorno, readaptando su tarea
en función de estos. |
La
IFR distingue entre cuatro tipos de robots:
*-Robot
secuencial
*-Robot de trayectoria controlable
*-Robot adaptativo
*-Robot tele manipulado
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Clasificación
de los robots industriales en generaciones
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| 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 el empleo de un lenguaje natural.
Posee la capacidad para la planificación automática
de sus tareas. |
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Clasificación
de los robots según T.M.Knasel
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Generación
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Nombre
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Tipo
de Control
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Grado
de movilidad
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Usos
mas frecuentes
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| (1982) |
Pick
& place |
Fines
de carrera, aprendizaje |
Ninguno |
Manipulación,
servicio de maquinas |
| (1984) |
Servo |
Servocontrol,
Trayectoria continua, progr. condicional |
Desplazamiento
por vía |
Soldadura,
pintura |
| (1989) |
Ensamblado |
Servos
de precisión, visión, tacto |
Guiado
por vía |
Ensamblado,
Desbardado |
| (2000) |
Móvil |
Sensores
inteligentes |
Patas,
Ruedas |
Construcción,
Mantenimiento |
| (2010) |
Especiales |
Controlados
con técnicas de IA |
Andante,
Saltarín |
Militar,
Espacial |
Por último y con el fin de dar una visión del posible futuro,
se presentaron en forma clasificada, gran parte de los diversos tipos
de robots que se puedan encontrar hoy en día. Todos los robots
representados existen en la actualidad, aunque los casos mas futuristas
están en estado de desarrollo en los centros de investigación
de robótica.
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