Resumen
En el siguiente documento estudiaremos la gran importancia de la robótica a nivel industrial, a medida que pasan los años podemos observar el gran desarrollo que se va alcanzando cada día mas, uno de los factores muy importantes de la robótica a nivel industrial es crear maquinas que realicen labores de gran dificultad para el ser humano. A medida que pasa los años se ha vuelto muy necesario las maquinas robóticas en la vida de las grandes empresas ya que estas logran la producción en masa y de mayor eficacia y más seguras que las que puedan producir una persona.Las maquinas robóticas como tal son utilizadas en su gran mayoría en el ensamblaje de maquinaria de gran magnitud.
Palabras Claves— Robot, empresas, ensamblaje, producción, industrias.
Abstract
In the following paper we study the importance of robotics to industrial level, as the years pass we see the great development to be achieved every day but one of the very important factors in industrial robotics is to create machines that level performing work very difficult for humans. As the years passed it has become very necessary robotic machines in the life of large companies because they achieve mass production and more effective and safer than those that may cause a person.
Robotic machines as such are mostly used in the assembly of large-scale machinery.
Keywords—Robot, enterprises, assembly, production, industries.
Introducción
Actualmente las empresas de gran magnitud tienen una gran social con la Robótica esto debido a que pueden realizar actividades repetitivas que para los seres humanos podrían resultarles tediosas, la robótica se ha introducido a nivel industrial como fuerza, están a abierto nuevos mecanismos de producción y automatización.
El robot industrial se basa en la unión de una estructura mecánica y otra de electrónica para el sistema de control.
Un robot industrial genera una serie de movimientos que como tales se especifican y se los diseñan para una función especificada o conocida.
Es decir tendrán movimientos y operaciones concretas a ejecutar. Los mecánicos de cada Robot Industrial como se menciona anteriormente siempre tendrán una parte de estructura mecánica y otra electrónica para el control y el manejo de cualquier necesidad a ejecutar.
Cuando se tiene un sistema de fabricación flexible en una empresa, a través del empleo de robots, se deja la producción en masa de un producto único mediante y se pasa a la producción flexible diversificada de pequeños lotes, en la que la modificación de un producto se realiza sin alterar la estructura física de la máquina, sino más bien modificando tan sólo el programa que se debe ejecutar. [1] Actualmente los robots industriales, no toman decisiones en función de parámetros o factores que cambian de forma durante su funcionamiento, sin embargo los recientes progresos en los campos de la inteligencia artificial, del aprendizaje y del reconocimiento de formas permiten a los robots industriales obtener información de sus entorno y adaptar su comportamiento a las modificaciones del mismo, sin necesidad de intervención de un operario. [2]
Cada Robot Industrial están basados en la red lógica que a su vez es una de las más importantes es decir es el cerebro del robot la programación con sus receptivas restricciones y condiciones para su debido funcionamiento ya que estos deben cumplir una función determinada impuesta o necesario para las empresas industriales, cada parte es necesaria la mecánica como tal es necesaria que tenga el mínimo error de estructura para su mejor funcionamiento.
Estudio de la robótica industrial
Definición de Robot.
La palabra robot fue introducida al mundo por Karol Capek, un dramaturgo Cheko en 1920, dicha palabra es derivada de "robota" que significa trabajo. En 1941 Isaac Asimov emplea el término robot, en su historia titulada "Robot AL76 Goes Astray", y luego en 1942 en "Runaround" utiliza el término "Robótica"` [3]
La definición de Robot, no es única, se encuentran definiciones de Robot como ingenio mecánico, controlado electrónicamente, capaz de moverse y ejecutar de forma automática acciones diversas, siguiendo un programa establecido.
Leyes de la Robótica.
"Un robot no puede dañar a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano resulte dañado."
"Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos excepto cuando tales órdenes entren en conflicto con la primera ley." "Un robot debe proteger su propia existencia hasta donde esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda ley." [4]
Bases de la Robótica Actual.
Los robots tal como se conciben hoy en día no necesariamente tratan de asemejarse al ser humano, sino de cubrir las necesidades de este de la forma la más óptima posible. El inicio del desarrollo de la robótica actual puede lijarse en la industria textil del siglo XVIII, cuando en 1801 Joseph Jacquard inventa una maquina textil programable mediante tarjetas perforadas denominada Telar Programable y que se producir en masa.[5] Conforme la Revolución Industrial progresaba, continuo el desarrollo de estos agentes mecánicos, aunque el desarrollo de un verdadero robot no fue posible hasta los años cuarenta, con la aparición de la computadora y la cada vez mayor integración de los circuitos.[6]
Límites de la robótica actual.
Seis articulaciones de precisión entre la base del robot y el extremo de un manipulador
Programación sencilla e intuitiva
Adaptación al medio mediante estímulos sensoriales
Margen de movimiento en rangos de 0.3 mm.
Capacidad de manipular pesos de hasta 150 Kg.
Control de movimiento punto a punto y de seguimiento de trayectorias
Sincronización con blancos móviles
Compatibilidad con ordenadores personales
Alta habilidad (durante al menos 400 horas de trabajo)
Visión artificial que incluya al menos capacidad de orientación y reconocimiento
Sensores táctiles
Coordinación de las distintas partes de la unidad
Capacidad de corrección de trayectorias en línea.
Movilidad
Optimización de movimiento
Conservación de la energía
Apéndices de propósito general
Comunicación por voz
Seguridad de acuerdo a las leyes de Asimov de la robótica[8]
Robots según su tipo de coordenadas.
1. Robot en coordenadas cilíndricas.
Consisten de dos eje lineales que se deslizan ortogonalmente entre si y están montados sobre una base rotatoria.[9] Por sus características, el volumen o entorno de trabajo corresponde a una porción de cilindro del cual deriva su nombre, por lo que su volumen de acceso es restringido como se muestra en la figura 1 podemos observar las forma de las direcciones que va a tener tal mecanismo.[10]
Figura 1. Robot coordenadas cilíndricas.
2. Robot en coordenadas cartesianas.
Posee tres ejes perpendiculares y el movimiento lineal se realiza a lo largo de dichos ejes. [11]
Este tipo de manipuladores presentan la desventaja de necesitar un espacio muy grande para trabajar y un gran porcentaje de este espacio no está incluido dentro de su volumen de trabajo, es decir, no es posible acceder a todo este espacio con el efector final del robot vista en la figura 2.[12]
Figura 2. Robot coordenadas cartesianas.
3. Robot de brazo articulado.
Este robot se asemeja a un brazo humano, por ello se le denomina Antropomórfico. Es el que tienen mejores características de acceso con el efector final a la mayoría de los puntos comprendidos en su universo de trabajo. [13]
Al ser todas sus articulaciones de rotación, presentan mayores inconvenientes en la compensación de cargas e inercias de rotación, los errores de posicionamiento tienden a aumentar a medida que se extiende el brazo y la posición de los actuadores mostradas en la figura 3.[14]
Figura 3. Robot brazo articulado.
Como podemos observar en la figura 3 cada uno de los componentes que se utilizan en la creación de robots en la forma mecánica son muy exacto para no afectar en el funcionamiento del mismo. [15]
Robots Industriales.
1. Robotización con maquina Automática de control Microfuga.
Este es un ejemplo de integración de robótica que realiza la comprobación de la soldadura en maguitos metálicos para la automoción.[16] Mediante sistema realiza el cierre del conjunto midiendo la fuga mediante microfugómetro. El tiempo ciclo de esta instalación es de 25 segundos.[17]
Figura 4. Robot brazo articulado.
Calcificación de Robots industriales.
Sistema de control.
Se genera tres funciones principales.
1. Dirigir al sistema de potencia para que mueva al manipulador en una forma predeterminada.
2. Almacenar, uno varios programas, así como la información recogida durante el proceso mismo del programa.
3. Permitir la comunicación, ingreso y egreso de datos, en forma de teclados, pantallas, medios magnéticos.[18]
En general se suele hacer una división entre sistemas convencionales y servo controlados. También suele clasificar a los controladores según su nivel tecnológico (bajo, medio, alto y adaptativo).Los controladores de robots de alta tecnología cuentan con más memoria, interfaz de comunicación computacional, coprocesadores y sensores inteligentes, de visión o tacto. [19]
Además de esto, los programas pueden ser modi?cados rápidamente. Los robots adaptativos son sistemas de alta tecnología con mayor capacidad sensorial y de interfaz. El nivel de inteligencia de esta tecnología es mayor, permitiendo su programación en forma adaptativa. [20]
El uso de controladores CNC en robots presenta variadas ventajas en relación con su complementación con sistemas CAD/CAM. A través de estos últimos se puede de?nir el radio de acción del robot y sus tareas de forma e?ciente, generando el código para el control numérico del robot.
Grados de libertad.
Mediante esta denominación, se conoce al grupo de pará-metros usados para determinar la posición y la orientación del elemento terminal del manipulador. Además los grados de libertad, pueden ser los posibles movimientos básicos como son los giros y desplazamientos independientes. Para determinar el número de grados de libertad, se toma en cuenta el número de elementos del brazo y de las articulaciones que posee el robot, como podemos ver en la Figura 5.
Figura 5. Grados de Libertad.
Programabilidad.
En general, los modernos sistemas de robots admiten la programación manual, mediante un módulo de programación.
Las programaciones gestual y textual, controlan diversos aspectos del funcionamiento del manipulador:
– Control de la velocidad y la aceleración.
– Saltos de programa condicionales.
– Temporizaciones y pausas.- Edición, modificación, depuración y ampliación de programas.
– Funciones de seguridad.
– Funciones de sincronización con otras máquinas.
– Uso de lenguajes específicos de Robótica.[21]
Conclusiones
Los mecanismos industriales como podemos observar son de gran utilidad en la vida diaria de una persona ya sea para facilitar el trabajo y producción en masa.
Los sistemas Robóticos no solo son utilizados en la rama industrial también podemos observar que son de gran utilidad en diferentes campos de estudio para el mejoramiento humano una de estas son:
La creación de prótesis de partes del cuerpo humano, la nanotecnología los cuales son más utilizados para mejorar la parte interna del cuerpo, en este tema se habla de la Robótica industrial como ya se menciona estos son utilizados como fuerza de trabajo al producir en masa y de mjor precisión en el momento de realizar una acción ya predeterminada.
También al realizar el estudio s e puede tomar en cuenta que cada robots debe ser diseñado para una debida acción, se quiere decir con esto, que al tener diferentes tipos de movimiento se utilizara un tipo de robot según la investigación realizada.
Referencias
[1] Arias M., "Robótica," Politécnico Colombiano "Jaime Isaza, Medellín, 2004
[2] Ferraté, G., Amat, J, "Robótica Industrial," Barcelona, Marcombo S.A., 1988.
[3] AUTORA: Cristina Urdiales Garcia. INTRODUCCION A LA ROBOTICA.
[4] Hands-on Artificial Intelligence EducationUsing LEGO Mindstorms
[5] Lessons LearnedJ. Ben Schafer, University of Northern Iowa
[6] A. O. Baturone, "Robótica: Manipuladores y robots móviles," 2001.[2]
[7] R. I. Madrigal and E. V. Idiarte,
[8] Robots industriales manipuladores
[9] .Edicions UPC, 2002.[3] J. M. ANGULO Usategui, â? AIJRobotica
[10] Practica. TecnologIa y Aplica-cionesâ? A? I . Paraninfo. Mexico, 1995.
[11] Minchala, I.,"Fundamentos de Robótica Industrial," Ingeniería de Aplicaciones, 2009
[12] Riveros, F.,"Introducción a la Robótica," Curso Internacional en Robótica Aplicada, Centro Nacional de Actualización Docente, México DF, octubre 2008
[13] J. Borenstein, N. Everett and L. Feng, "Navigating Mobile Robots System and Techniques," Wellestey, MA: AK Peters, 1996
[14] P. J. McKerrow, "Introduction to Robotics," Sidney: Addison-Wesley Publishing Company, 1993
[15] Y. Kanayama, Y. Kimura, F. Miyazaki and T. Noguchi, "A Stable Tracking Control Method for an Autonomous Mobile Robot," Proc. IEEE Int. Conf. on Robot. and Automat., vol. 1, May 1990
[16] Andrango, L., Sotomayor, N.,"Simulación y Ensamblaje de un Prototipo para Control y Navegación de un Robot Móvil," Escuela Politécnica Nacional, Quito, 1999
[17] Diana Rojas. Ingeniera Industrial Universidad Industrial de [email protected]
[18] Germán Acevedo. Ingeniero Electrónico.
[19] Juan Carlos Puentes. Ingeniero Asesor
Mavicontrol Ltda. www.mavicontrol.com
[20] Pablo Pérez Santiago. Ingeniero Diseñador y
Desarrollador de Micromac.. www.micromacrobots.
com – [email protected].
[21] Monografía, "Robótica y Aplicaciones".
Autor:
y Mauricio Espina mauricioe[arroba]entelchile.net