Abstract—In this paper will analyze
robotics applied to industry where will be understood operation
its main parts like this externally configured some applications
in the industrial field.
Resumen
En este documento se analizará la robotica
aplicada a la Industria donde se comprenderá el
funcionamiento sus partes principales, como esta configurado
externamente algunas de sus aplicaciones en el ámbito
Industrial.
Index Terms—Manipulador,
micro robort,
I.
INTRODUCCIÓN
A lo largo de los años los avances en el mundo de
la tecnología han sido cada más ingeniosos gracias
a la curiosidad del hombre por imitar los movimientos de la
naturaleza mediante máquinas [1].
Los griegos optaron por llamar a estas
máquinas con el nombre de autómatas
("máquina que imita los movimientos de un ser animado").
Isaac Asimov el impulsor de la palabra robot, quien enuncio sus
tres leyes de la robótica, de origen ruso y nacionalidad
americana [1].
• "Un robot no puede
perjudicar a un ser humano, ni con su inacción permitir
que un ser humano sufra daño" [1].
• "Un robot ha de obedecer
las órdenes recibidas de un ser humano, excepto si tales
órdenes entran en conflicto con la primera ley"
[1].
• "Un robot debe proteger
su propia existencia mientras tal protección no entre
enconflicto con la primera o segunda ley" [1].
La robótica se ha vuelto imprescindible en la
industria por ejemplo para generar procesos de traslado,
soldaduras al arco, ensamblado, embalaje también en
procesos de reconocimiento de imagen. Una aplicación muy
importante en el caso de la robótica se da en la medicina
en operaciones quirúrgicas también en la
aviación para cargar combustible en zonas muy
frías, en manufactura, fabricación, ensamblado,
almacenamiento y control de calidad [2].
II.
DESARROLLO
Robots Industriales:
Para definir un robot industrial nos deberíamos
basar en las mayores potencias Industriales como es el mercado
Japonés y el euro-americano por la diferencia conceptual
entre estos mercados [3].
La definición más aceptada
por los medios sería la de la
Asociación de Industrias Robóticas (RIA) que
dice: "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". Otras
asociaciones como la Organización Internacional de
Estándares (ISO) que propone 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". También hay
otras versiones como por ejemplo de La Asociación Francesa
de Normalización (AFNOR) que se basa en las anteriores
criterios y la Federación Internacional de Robótica
(IFR) que distingue entre robot industrial de manipulación
[3], [4].
Por lo tanto la definición japonesa es más
extensa a la Americana por ejemplo en Japón a un robot se
lo define como: ""robot manipulador que requiere un operador
mecánicamente enlazado" mientras esta no encajaría
está en la definición americana. También se
dice en Japón que un robot es una "máquina
automática que no es programable" por lo cual en
Japón hay muchos dispositivos a los cuales se les llama
"robots" dando como resultado que los Japoneses han optado al
robot como uno más de su cultura[4], [5].
Figure 1. Brazo Robótico [5]
Clasificación del robot
Industrial.
A los robots Industriales se les puede clasificar por el
movimiento que realizan. Estos pueden ser robots inteligentes,
manipuladores, etc [6].
Los cuales se los describirá a
continuación:
Robots Inteligentes: Estos robots son capaces
de relacionarse con las personas que lo rodean, estos toman
decisiones en tiempo real ya que son autos programables.
Principalmente la capacidad de estos robots es pensar antes de
realizar cualquier operación, estos saben pedir ayuda al
exponerse a realizar alguna tarea. Estos robots al igual que
nosotros tienen un cerebro, como el cerebro a nosotros los
seres vivos nos permiten realizar procesos a veces sin
darnos en cuenta de lo que hacemos. Por su parte el robot utiliza
internet ya que aquí podemos encontrar una gran cantidad
de datos disponible [7].
Figure 2. Robot Inteligente [7].
Manipulador: Se le considera como el componente
principal, está conformado por varias estructuras
sólidas unidas permitiendo el movimiento relativo entre
sus eslabones consecutivos. Estos sistemas mecánicos son
multifuncionales [8].
Figure 3. Sistema mecánico (Manipulador)
[8].
Los manipuladores permiten controlar el movimiento de
sus componentes de las siguientes maneras:
• Manual:
"Cuando el operario controla directamente la tarea del
manipulador" [8].
• De secuencia
fija: "Cuando se repite, de forma invariable, el proceso de
trabajo preparado previamente" [8] .
• De secuencia
variable: "Se pueden alterar algunas características de
los ciclos de trabajo" [8].
El manipulador está conformado por un cuerpo, un
brazo, una muñeca y un elemento terminal más
conocido como aprehensor, garra, pinza o gripper [9].
Figure 4. Partes de un manipulador
[9].
Los movimientos lineales pueden ser horizontales o
verticales.
• Movimiento
lineal entre los puntos A-B [8], [9] .
Figure 5. Movimiento lineal de un
manipulador [9].
Movimiento Angular.
• Movimiento
angular por articulación entre los puntos AB
[9].
Figure 6. Movimiento Angular por
articulación [9].
Robots de repeticion o aprendizaje: Estos tipos
de robots son manipuladores que tienden a repetir una misma
secuencia de movimientos, ejecutado por un operador mediante un
controlador manual y auxiliar por lo cual el operario utiliza una
pistola de programación con pulsadores o se podría
utilizar un maniquí para que este robot memorice el
movimiento que va a realizar para que después lo repita.
Estos tipos de robots también son conocidos con el nombre
"gestual" [8], [9].
Figure 7. Robot de Repetición
[9].
Robots con control por computador: Estos robots
son principalmente controlados, ya sea por un computador o
habitualmente por un microordenador. Este contiene un lenguaje
específico de programación para el control del
movimiento. A este tipo de programación se lo denomina
como textual y no necesita la intervención del manipulador
[8], [9].
Figure 8. Robot controlado por computadora
[8].
El micro robot: Un Micro robot es una
máquina que efectúa diversos trabajos
automáticamente mediante una programación
informática previa. Estos tienen la ventaja de ser
móviles. Su construcción es con fines de
entretenimiento o investigación [10], [11].
El impacto de los robots manipuladores
en el sector Industrial.
Dichos robots son capaces de generar productos de la
más alta calidad y a menor costo. Esto provocaría
la reducción de la mano de obra y a su vez la
pérdida de empleo no cualificados, aunque crearía
nuevas fuentes de empleo como en el soporte lógico y el
desarrollo de sensores como en el mantenimiento de robots,
conversión de máquinas antiguas y el diseño
de fábricas nuevas exigiendo mayores niveles de capacidad
y formación [12].
Figure 9. Robots manipuladondo en la
Industria [12].
Tipos de configuraciones del robot
Industrial:
Se trata de la forma física que se le da al robot
las cuales son la configuración cartesiana,
cilíndrica, polar y angular [13]:
Configuración Cartesiana:
Este tipo de configuración se efectúa
mediante las coordenadas cartesianas (x, y, z). Estas
corresponden al extremo del brazo simplificando así la
tarea del controlador del robot el cual genera las órdenes
para ejecutar una trayectoria definida por una secuencia de
puntos en coordenadas cartesianas [14].
Figure 10. Configuración Cartesiana
[19].
Este es el "Almacén Automático con
manipulador cartesiano el los laboratorios del Instituto Andaluz
de Automática y Robótica, Escuela Superior de
Ingenieros de la Universidad de Sevilla" [17].
Figure 11. "Almacén Automático con
manipulador cartesiano el los laboratorios del Instituto Andaluz
de Automática y Robótica, Escuela Superior de
Ingenieros de la Universidad de Sevilla" [19].
Configuración
Cilíndrica:
Esta configuracion esta constituida por una
rotación (2 D,1G) y dos articulaciones
prismáticas donde la primer articulación es
normalmente de rotación (estructura RPP) [16],
[17].
Figure 12. Configuración Cilindrica
[19].
Esta estructura es de interés en una
célula flexible [17].
Figure 13. Robot Industrial con
configuración clíndrica RT3300 de Seiko
[19].
Configuración
Angular:
Esta configuración contiene 3
articulaciones de rotación (3G o RRR)
[18].
Figure 14. Configuración Angular
[19].
La estructura tiene un mejor acceso a espacios cerrados
y es fácil desde el punto de vista constructivo
[20].
Figure 15. "Robot Industrial PUMA"
[19]
Configuración Polar o
esférica:
Esta configuración se caracteriza por dos
articulaciones de rotación y una prismática (2G, 1D
o estructura RRP). Estas expresan la posición del extremo
de tercer enlace en coordenadas polares [20].
Figure 16. Configuración Polar
[19].
Esta configuración permite un buen volumen de
trabajo solo inferior a la angular [17].
Figure 17. Robot Industrial configuracion polar
[19].
III.
CONCLUSIONES
Con la robótica el hombre busca un reemplazo,
produciendo robots semejantes a los humanos que realicen las
mismas funciones que los seres humanos permitiendo así
mejorar nuestra calidad de vida y esto futuro se volverá
una necesidad para el hombre.
En los inicios las maquinas eran solo
aparatos lentos y sin mucha utilidad que
servían como entretenimiento del hombre pero la
tecnología al avanzar rápidamente donde las maquina
son mucho más veloces y útiles para el hombre donde
pueden llevar a cabo tareas de muy alta precisión como es
e ensamblaje.
Lo cual a optado necesario el uso de robots
en varias empresas industriales principalmente en
Japón lo que permite la producción a bajo costos ya
que la mano de obra por parte de trabajadores serian sustituidos
por dichos robots permitiendo un trabajo con mayor
precisión y mayor velocidad de entrega.
REFERENCES
[1] "Robótica industrial:
Tecnología para hacer crecer la
producción",[online] (Abril 2010)
Consulta:[15 de f ebrero de 2015]. Disponible
en:
http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=1372
[2] " Introducción a la Robótica
",[online] (2002) Consulta:[12 de f ebrero de
2015]. Disponible en:
http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/cyr_01/robotica/intro.htm
[3] " Robots industriales ",[online] (2002 03)
Consulta:[15 de f ebrero de 2015]. Disponible en:
platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/industrial.htm
[4] " Tipos de Robots ",[online] (2004)
Consulta:[8 de f ebrero de 2015]. Disponible en:
http://www2.udec.cl/~catamillar/cyp/robotica/contenido/clasificacion.htm
[5] " ROBOT INDUSTRIALES ",[online] (2007
2013) Consulta:[28 de enero de 2015].
Disponible en:
formacion.faico.org/Proyectos/ROBINDUST
[6] " Estructura de un IA/RobotsIndustriales.htm
robot industrial ", Consulta:[11 de f ebrero
de 2015]. Disponible en:
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/iesalfonso_romero_barcojo/
departamentos/tecnologia/unidades_didacticas/ud_controlroboticav1/
morfologia%20de%20un%20robot.pdf
[7] " Robot Manipuladores ", Consulta:[25 de enero
de 2015]. Disponible en:
profesores.usfq.edu.ec/laurents/IME440/IME440_RobotManip.pdf
[8] " Robots industriales ", Consulta:[15 de f
ebrero de 2015]. Disponible en:
file:///D:/Documentos/Downloads/robotsindustrial-130309185929phpapp02.pdf
[9] " Robots inteligentes que "piensan" antes de actuar
",[online] (11/10/2011) Consulta:[15
de f ebrero de 2015]. Disponible en:
http://www.elmundo.es/elmundo/2011/10/11/navegante/1318323401.html
[10] " Robots de repetición o
aprendizaje ",[online] (22 de octubre
de 2010) Consulta:[15 de f ebrero de 2015].
Disponible en:
http://flakoleo.blogspot.com/2010/10/robots-derepeticion-o-aprendizaje.html
[11] " Tipos de Robots Industriales
",[online] (2011) Consulta:[15 de f ebrero de
2015]. Disponible en:
http://blogdelindustrial.blogspot.com/p/clasificacion-de-losrobots_29.html
[12] " Clasificación de los Robots
Industriales ",[online] (6 de octubre
de 2010) Consulta:[11 de f ebrero de 2015].
Disponible en:
http://chelfchelin.blogspot.com/2010/10/clasificacion-delos-robots.html
[13] " Robots con control por
computador ",[online] (22 de octubre
de 2010) Consulta:[21 de enero de 2015]. Disponible
en:
http://flakoleo.blogspot.com/2010/10/robots-con-controlpor-computador.html
[14] " Microrobots. Robótica
móvil. ",[online] (2015) Consulta:[15 de f
ebrero de 2015]. Disponible en:
servicios.educarm.es/admin/visualizaPaginaWeb.php?wb=845&mode=
visualizaPaginaWeb&aplicacion=EXPERIENCIAS
[15] " Tipos de configuraciones ",[online]
(2009) Consulta:[14 de f ebrero de 2015]. Disponible en:
http://www.oocities.org/televisioncity/9387/TeoriaTipos.htm
[16] Anibal Olllero Baturone"Robotica
manipuladores y robots móviles" Marcombo.
[17] NICOLÁS VIOLANTE
GONZÁLEZ "Robots manipuladores " Universidad del Valle de
Mexico.
[18] Juan Manuel Gamboa Meléndez
"Robots Industriales"
[19] Asea Brown. "Robots Industriales "
Departamento de formacion
Robot_Industrial-Aplicaciones.
[20] Emiliano Schiano di Cola "Robotica
Aplicada a la Industria" Universidad CAECE facultad de Sistemas
30 de Junio de 2009.
Autor:
Bruno Elias Benavides
Ortiz
Universidad Politécnica Salesiana,
Sede Cuenca Electrónica Analógica II
Actualmente cursando la carrera de
Ingeniería Electrónica en la Universidad
Politécnica Salesiana, Cuenca-Ecuador.