Los robots
- 2. HISTORIA DE LOS ROBOTS La palabra robot fue usada por primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel Capek (1890 - 1938) estrena en el teatro nacional de Praga su obra Rossum's Universal Robot (R.U.R.). Su origen es de la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo realizado de manera forzada. Con el objetivo de diseñar una maquina flexible, adaptable al entorno y de fácil manejo, George Devol, pionero de la Robótica Industrial, patento en 1948, un manipulador programable que fue el germen del robot industrial. En 1948 R.C. Goertz del Argonne National Laboratory desarrollo, con el objetivo de manipular elementos radioactivos sin riesgo para el operador, el primer tele manipulador. Este consistía en un dispositivo mecánico maestro- esclavo. El manipulador maestro, reproducía fielmente los movimientos de este. El operador además de poder observar a través de un grueso cristal el resultado de sus acciones, sentía a través del dispositivo maestro, las fuerzas que el esclavo ejercía sobre el entorno.
- 3. Años mas tarde, en 1954, Goertz hizo uso de la tecnología electrónica y del servocontrol sustituyendo la transmisión mecánica por eléctrica y desarrollando así el primer tele manipulador con servocontrol bilateral. Otro de los pioneros de la tele manipulación fue Ralph Mosher, ingeniero de la General Electric que en 1958 desarrollo un dispositivo denominado Handy-Man, consistente en dos brazos mecánicos teleoperados mediante un maestro del tipo denominado exoesqueleto. Junto a la industria nuclear, a lo largo de los años sesenta la industria submarina comenzó a interesarse por el uso de los tele manipuladores. A este interés se sumo la industria espacial en los años setenta. La evolución de los tele manipuladores a lo largo de los últimos años no ha sido tan espectacular como la de los robots. Recluidos en un mercado selecto y limitado(industria nuclear, militar, espacial, etc.) son en general desconocidos y comparativamente poco atendidos por los investiga- dores y usuarios de robots. Por su propia concepción, un tele manipulador precisa el mando continuo de un operador, y salvo por las aportaciones incorporadas con el concepto del control supervisado y la mejora de la tele presencia promovida hoy día por la realidad virtual, sus capacidades no han variado mucho respecto a las de sus orígenes.
- 4. ESTRUCTURA DE LOS ROBOTS Un robot esta formado por los siguientes elementos: estructura mecánica, transmisiones, sistema de accionamiento, sistema sensorial, sistema de control y elementos terminales. Aunque los elementos empleados en los robots no son exclusivos de estos (maquinas herramientas y otras muchas maquinas emplean tecnologías semejantes), las altas prestaciones que se exigen a los robots han motivado que en ellos se empleen elementos con características especificas. Mecánicamente, un robot esta formado por una serie de elementos o eslabones unidos mediante articulaciones que permiten un movimiento relativo entre cada dos eslabones consecutivos. La constitución física de la mayor parte de los robots industriales guarda cierta similitud con la anatomía del brazo humano, por lo que en ocasiones, para hacer referencia a los distintos elementos que componen el robot, se usan términos como cuerpo, brazo, codo y muñeca.
- 5. Sistemas de Robots básicos. Los componentes básicos de un robot son: La estructura - la estructura mecánica (los eslabones, base, etc). Esto exige mucha masa, para proporcionar la rigidez bastante estructural para asegurar la exactitud mínima bajo las cargas útiles variadas. Actuadores - Los motores, los cilindros, etc., las junturas del robot. Esto también podría incluir los mecanismos para una transmisión, etc., Control a la Computadora - Esta computadora une con el usuario, y a su vez los mandos las junturas del robot. El extremo de Brazo que labora con herramienta (EOAT) - La programación que proporciona el usuario se diseña para las tareas específicas. Enseñe la pendiente - Un método popular para programar el robot. Esto es que una mano pequeña contiene un dispositivo que puede dirigir movimiento del robot, los puntos de registro en las sucesiones de movimiento, y comienza la repetición de sucesiones. Las pendientes más prolongadas incluyen más funcionalidad.
- 6. APLICACIONES DEL LOS ROBOTS A. Clasificación. En la actualidad los robots se usan de manera extensa en la industria, siendo un elemento indispensable en una gran parte de los procesos de manufactura. Impulsados principalmente por el sector del automóvil, los robots han dejado de ser maquinas misteriosas propias de la ciencia-ficción para ser un elemento mas de muchos de los talleres y líneas de producción. Por su propia definición el robot industrial es multifuncional, esto es, puede ser aplicado a un numero, en principio ilimitado, de funciones. No obstante, la practica ha demostrado que su adaptación es optima en determinados procesos (soldadura, paletizacion, etc.) en los que hoy día el robot es sin duda alguna, la solución más rentable. Junto con estas aplicaciones ya arraigadas hay otras novedosas que si bien la utilización del robot no se realiza a gran escala, si se justifica su aplicación por las condiciones intrínsecas del medio de trabajo (ambientes contaminados, salas asépticas, construcción, etc.) o la elevada exigencia en cuanto a calidad de los resultados (medicina, etc.). Estos robots se han venido llamando robots de servicio. La Federación Internacional de la Robótica (IFR) estableció en 1998 una clasificación de las aplicaciones de la Robótica en el sector manufacturero.
- 7. 1Manipulación en fundición. a. Moldes. b. Otros. 1.Manipulación en moldeo de plásticos. 2. Manipulación en tratamientos térmicos. 3.Manipulación en la forja y estampación. 4.-Soldadura. a. Al arco. b. Por puntos. c. Por gas. d. Por láser. e. Otros. 1. Aplicación de materiales. a. Pintura. b. Adhesivos y secantes. c. Otros. 1. Mecanización. a. Carga y descarga de maquinas.
- 8. b. Corte mecánico, rectificado, desbardado y pulido. c. Otros. 1. Otros procesos. a. Láser. b. Chorro de agua. c. Otros. 1. Montaje. a. Montaje mecánico. b. Inserción. c. Unión por adhesivos. d. Unión por soldadura. e. Manipulación para montaje. f. Otros. 1. Palatización. 2. Medición, inspección, control de calidad. 3. Manipulación de materiales. 4. Formación, enseñanza e investigación. 5.Otros.
- 9. B. Aplicaciones Industriales. La implantación de un robot industrial en un determinado proceso exige un detallado estudio previo del proceso en cuestión, examinando las ventajas e inconvenientes que conlleva la introducción del robot. Será preciso siempre estar dispuesto a admitir cambios en el desarrollo del proceso primitivo (modificaciones en el diseño de piezas, sustitución de unos sistemas por otros, etc.) que faciliten y hagan viable la aplicación del robot. Trabajos en fundición. Soldadura. Aplicación de materiales. Aplicación de sellantes y adhesivos. Alimentación de maquinas. Procesado.
- 10. Corte. Montaje. Palatización. Control de calidad. Manipulación en salas blancas. En cuanto al tipo de robot a utilizar, habrá que considerar aspectos de diversa índole como área de acción, velocidad de carga, capacidad de control, coste, etc. A continuación van hacer analizadas algunas de las aplicaciones industriales de los robots. Dando una breve descripción del proceso, exponiendo el modo en el que el robot entra a formar parte de el, y considerando las ventajas e inconvenientes.
- 11. C. Nuevos Sectores de Aplicación. Las aplicaciones de la robótica examinadas anteriormente responden a los sectores que, como el del automóvil o el de la manufactura, han sido desde hace 30 años usuarios habituales de los robots industriales. Este uso extensivo de los robots en los citados se ha visto propiciado por la buena adaptación del robot industrial a las tareas repetitivas en entornos estructurados. De este modo, la competitividad del robot frente a otras soluciones de automatización se justifica por su rápida adaptación a series cortas, sus buenas características de precisión y rapidez, y por su posible reutilización con costes inferiores a los de otros sistemas. Sin embargo, existen otros sectores donde no es preciso conseguir elevada productividad, en los que las tareas a realizar no son repetitivas, y no existe un conocimiento detallado del entorno. Entre estos sectores podría citarse la industria nuclear, la construcción, la medicina o el uso domestico. En ninguno de ellos existe la posibilidad de sistematizar y clasificar las posibles aplicaciones, pues estas responden a soluciones aisladas a problemas concretos. Este tipo de robots ha venido a llamarse robots de servicio y pueden ser definidos como: Un dispositivo electromecánico, móvil o estacionario, con uno o más brazos mecánicos, capaces de acciones independientes.
- 12. TIPOS DE ROBOTS Los robots son entidades virtuales o mecánicas que se utilizan para la realización de trabajos automáticos y son controlados por medio de computadoras. A grandes rasgos se puede hablar de los siguientes: Androides: estos artilugios se parecen y actúan como si fueran seres humanos. Este tipo de robots no existen en la realidad, por lo menos por el momento, sino que son elementos ficcionales. robots Androides Móviles: estos robots cuentan con orugas, ruedas o patas que les permiten desplazarse de acuerdo a la programación a la que fueron sometidos. Estos robots cuentan con sistemas de sensores, que son los que captan la información que dichos robots elaboran. Los móviles son utilizados en instalaciones industriales, en la mayoría de los casos para transportar la mercadería en cadenas de producción así como también en almacenes. Además, son herramientas muy útiles para investigar zonas muy distantes o difíciles de acceder, es por eso que en se los utiliza para realizar exploraciones espaciales o submarinas. robots Móviles Industriales: los robots de este tipo pueden ser electrónicos o mecánicos y se los utiliza para la realización de los procesos de manipulación o fabricación automáticos. También se les llama robots industriales a aquellos electrodomésticos que realizan simultáneamente distintas operaciones. robots Industriales Médicos: bajo esta categoría se incluyen básicamente las prótesis para disminuidos físicos. Estas cuentan con sistemas de mando y se adaptan fácilmente al cuerpo. Estos robots lo que hacen es suplantar a aquellos órganos o extremidades, realizando sus funciones y movimientos. Además existen robots médicos destinados a la realización de intervenciones quirúrgicas.
- 13. robots Médicos Tele operadores: estos robots son controlados de manera remota por un operador humano. A estos artilugios se los utiliza en situaciones extremas como la desactivación de una bomba o bien, para manipular residuos tóxicos. robots Tele operadores De acuerdo a su arquitectura, los robots pueden clasificarse en: Poli articulados: si bien estos pueden tener de diversas configuraciones, lo que tienen en común estos robots es que son sedentarios. Estos son diseñados para mover sus terminales con limitada libertad y de acuerdo a ciertos sistemas de coordenadas. Estos robots son ideales para cuando se precisa abarcar una amplia zona de trabajo. robots Poli articulados Móviles: a diferencia de los anteriores, estos han sido diseñados para desplazarse, ya sea utilizando un sistema locomotor rodante o bien, mediante plataformas o carros. Estos se trasladan utilizando sensores que reciben información del entorno o bien, por telemandos. Androides: estos robots buscan imitar de manera parcial o total la el comportamiento y forma del ser humano. Como no están prácticamente desarrollados se los usa para la experimentación y el estudio. Zoomórficos: la locomoción de estos robots imita a la de distintos animales y se los puede dividir en caminadores y no caminadores. Estos últimos están aún muy poco desarrollados mientras que los caminadores sí lo están y resultan útiles para la exploración volcánica y espacial.