imagen brazo robotico industrial

Robótica industrial

Robótica industrial

Imagen de robotica industrial

La robótica industrial es una fascinante ciencia que mezcla diferentes ramas de la ingeniería con la anatomía y ciencias de la computación; moviéndose al filo de la Ciencia Ficción. Muchos saben que el nombre de esta disciplina se deriva de una palabra inventada por el pintor y escritor checo Josef Čapek, pero popularizada por su hermano Karel en la obra R.U.R. de 1920. La palabra “robot”  se deriva de una palabra checa que significa “trabajo”. Y el mejor ejemplo de esto lo podemos ver en la Robótica Industrial.

Robot Industrial

La definición oficial de “robot industrial” ha sido enunciada por la Oficina Internacional de Estándares (ISO), e intentaremos simplificarla: Es un mecanismo que se puede programar para muchas funciones, diseñado para mover o manipular piezas o herramientas, y que para ello dispone de una cierta capacidad de movimiento (grados de libertad). No es literalmente la definición oficial, pero se ha resumido en beneficio de la simplicidad.

La intención que se persigue con el robot es que sea capaz de mover un dispositivo en forma de mano o pinza para sostener objetos y luego soltarlos, o que sea capaz de manipular un instrumento o herramienta en la posición que se requiera para llevar a cabo alguna tarea.

¿Qué es la Robótica Industrial?

A veces se formula esta pregunta de otro modo: ¿Qué es automatización y robótica industrial?, ya que están relacionadas. Para responder, primero hay que tener una idea base de lo que es la robótica. Y la definición es la que mucha gente intuye: es una ciencia que combina diferentes ramas de la ingeniería y tecnologías afines (Ingeniería eléctrica, mecánica, ciencias de la computación) con algunas ramas de las ciencias médicas (anatomía, fisiología e incluso neurología), para desarrollar mecanismos que puedan imitar o superar algunas actividades humanas, en particular las que requieren esfuerzo físico.

Robótica industrial: Qué es y cómo funciona – evolución artificial

Entendido esto, podemos entender que la robótica industrial es la aplicación de la robótica al campo industrial, es decir, al de los trabajos pesados, repetitivos y potencialmente peligrosos, como el de las líneas de montaje. De allí, podemos ver que existe un vínculo entre automatización y robótica industrial.

La automatización es proceso por el que se logra una una máquina, mecanismo o conjunto de ellos, puedan realizar por sí mismos una actividad. Se considera que una actividad se ha automatizado cuando previamente requería la intervención humana en cada paso, pero esta deja de ser necesaria. En el ambiente industrial, se hace conveniente que los robots permitan automatizar tareas pesadas, peligrosas o repetitivas.

La robótica industrial tiene grandes aplicaciones en plantas que requieren realizar trabajos de soldadura, manipulación de piezas pesadas o muy calientes, pintura, o incluso inspección. Permite liberar a la mano de obra humana de trabajos que revisten peligro, o que por su naturaleza rutinaria pueden inducir a error o agotamiento.

Lo que se ha llamado Evolución Artificial, aplicado al campo de la robótica, es una tecnología que permite programar al robot para que realice sus tareas en un entorno cambiante, siendo capaz de “evolucionar”, es decir adaptarse a los cambios del entorno; aprender nuevas habilidades y maneras de colaborar con otros robots para llevar a cabo sus tareas en un ambiente que cambia.

Historia de la robótica industrial

Por lo general se atribuye al estadounidense George Devol la creación y patente en 1948 del primer robot industrial, llamado “manipulador programable”. Pero ya en 1937 se había construido en Inglaterra un mecanismo llamado “La Grúa” programado por cinta de papel, y accionado por un motor. La Grúa, capaz de apilar bloques, se puede ver como el primer brazo robótico industrial.

Pero el invento de Devol fue creado con más sentido práctico, y ha trascendido como el punto de partida de la ingeniería robótica industrial, ya que a partir de él se fabricaron y vendieron en las décadas siguientes, cada vez más brazos robóticos industriales, capaces de manipular con rapidez y precisión objetos difíciles por ser demasiado pesados, calientes, o contaminantes.

Los robots industriales se establecieron sólidamente para la automatización en fábricas y líneas de montaje en la década de 1980, y han venido mejorando al incorporar desarrollos en su programación y prestaciones, como detección visual y toma de decisiones.

Hoy en día es impensable imaginar una línea de montaje en la que se ensamblen y pinten automóviles, o una línea de fabricación de aparatos electrónicos, sin la presencia incansable y eficiente de los robots industriales, que son capaces de poner a punto más unidades en un día, de lo que un ser humano podría en semanas o meses.

La intervención humana sigue siendo necesaria para ciertas etapas del proceso, o en algunas plantas con condiciones laborales más difíciles, pero se va reduciendo progresivamente.

¿Qué es un brazo industrial?

La pieza más representativa de la robótica industrial, es sin duda el brazo robótico. Tiene una apariencia inconfundible, inspirada en un brazo humano, aunque su capacidad de movimiento es mayor. Un brazo industrial simplificado tiene tres articulaciones, similares a hombro, codo y muñeca; el hombro se encuentra conectado a una estructura fija, que sin embargo le permite girar.

Las articulaciones del brazo industrial le otorgan un amplio rango de movimientos de flexión y rotación, muy superiores a un brazo humano. Además, en el extremo del brazo robótico industrial puede haber una pieza similar a una mano o una pinza, para recoger objetos o piezas. Pero la mano puede ser sustituida por alguna herramienta en algunas tareas específicas: un electrodo para soldar, una pistola para pintar o una cortadora.

El brazo puede contar con sensores y programas que le permitan realizar su tarea, y le otorguen autonomía.

¿Qué movimiento realiza un robot industrial?

Los robots industriales no se mueven como los androides que vemos en las historias de Ciencia Ficción. Generalmente se encuentran estacionarios, esperando a tener a su alcance la pieza sobre la que deben trabajar, y su movimiento se halla limitado por sus capacidades y alcance. Es frecuente que varios robots trabajen simultáneamente la misma pieza, trabajando  sincronizados.

Los tipos de movimiento que con más frecuencia puede efectuar un robot son:

Desplazamiento lineal

En los robots más básicos se usan piezas que pueden moverse en línea recta sobre un riel. La capacidad de combinar más de un riel en el mismo robot, le da la libertad de moverse en más de una dimensión.

Flexión / Extensión

El brazo robótico está formado por segmentos. Se efectúa una flexión o extensión cuando se abre o se cierra el ángulo entre dos segmentos del brazo, de modo parecido a la manera como se flexiona o extiende el codo o la rodilla.

Rotación

La rotación es un movimiento de giro que la articulación realiza sobre sí misma; es similar a la capacidad humana de girar el antebrazo o el brazo, pero en un rango angular mayor. La rotación le otorga al brazo robótico una mayor capacidad para colocar la pieza o herramienta del extremo.

Los tipos de movimientos del robot se pueden combinar para obtener combinaciones complejas de movimientos y posiciones, adecuadas para cada labor que el autómata deba llevar a cabo.

Tipos de robots industriales

A pesar de que el brazo robótico industrial es la primera imagen que se nos viene a la cabeza al hablar del tema, hay variantes en cuanto a la apariencia y funcionalidades de los robots industriales; tipos que no siempre se inspiran en la forma de un brazo humano, aunque sea la más común:

Cartesiano

Este es el tipo más simple de robot industrial. Su apariencia recuerda las ya antiguas máquinas trazadoras que usaban una pluma para dibujar planos. Consta de tres rieles que le permiten moverse en dirección derecha-izquierda, adelante-atrás y arriba abajo (los llamados ejes cartesianos x, y, z). Muy útiles para cortadoras, trazadoras e impresoras 3D.

Scara

Variante del robot cartesiano, en el que además de los tres movimientos básicos, la pieza que ejecuta el trabajo tiene capacidad de giro. Esto amplía sus capacidades al ensamblaje de piezas simples.

Los brazos robóticos enumerados a continuación, no se mueven en un sistema cartesiano. Al ser principalmente articulados, se adaptan mejor a un sistema cilíndrico o esférico.

De seis ejes

En este grupo entran los clásicos brazos robóticos. Sus articulaciones le permiten efectuar flexiones y giros en seis ejes distintos, para poder colocar la herramienta en la posición adecuada. Programados adecuadamente, pueden trabajar con otros brazos en la misma pieza.

Redundantes

Parecidos a los de seis ejes, estos robots, también llamados cíclicos, tienen la capacidad de colocar la herramienta de trabajo en la posición adecuada, incluso variando la posición del resto de las articulaciones. Esto les otorga mayor flexibilidad al momento de que varios brazos trabajen en la misma pieza.

Doble brazo

Como su nombre indica, es un robot dotado de dos brazos que pueden trabajar simultáneamente en una pieza. En esencia es una mejora de los tipos anteriores, ya que a la capacidad de trabajar los dos brazos de manera coordinada, suman capacidad sensorial: son capaces de “ver” y “palpar” la pieza en la que trabajan para detectar posición y presión necesaria.

Espero les haya gustado este post,proximamente traeremos más temas de su agrado, en Geekmaniacos.

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