La época del nacimiento de la robótica industrial

Introducción:

Cuando escuchamos la palabra Robot, algunas ocasiones pensamos en esas películas que nos han sorprendido por presentarnos Robots que realizan acciones superiores a las capacidades del ser humano.

Quizás los modelos más famosos de robots han sido los creados por George Lucas en su película Stars Wars a quienes conocimos como C3PO y R2D2. y otros como Robocop.

Sin embargo, la idea que nos presentan las películas se encuentra bastante alejada de la aplicación industrial de los robots, a los cuales se les considera como un tipo de máquinas-herramientas.

El siglo XVIII constituye la época del nacimiento de la robótica industrial. Hace ya más de doscientos años se construyeron unas muñecas mecánicas, del tamaño de un ser humano, que ejecutaban piezas musicales.

Sin duda, hoy se puede afirmar que el desarrollo de las máquinas-herramientas ha sido sumamente acelerado.

El concepto actual de robot industrial no se aplica a aquellas antiguas muñecas sino a lo que aquí aprenderemos es un robot industrial.

Definición:

Mikell Groover, en su libro Automation, Production Systems and Computer Integrated Manufacturing, define al robot industrial como "...una máquina programable, de propósito general, que posee ciertas características antropomórficas, es decir, con características basadas en la figura humana..."

Cabe destacar que la característica antropomórfica más común en nuestros días es la de un brazo mecánico, el cual realiza diversas tareas industriales.

Existen en el mercado diversas empresas dedicadas a la fabricación de robots industriales por lo que existen diferentes marcas y modelos. Estos últimos son normalmente asignados para identificarlos o de acuerdo a su función.

En el caso de los robots de nuestra celda de manufactura tenemos la marca Amatrol modelo Júpiter.

La marca Mitsubishi modelo Move Master Ex

La marca Unimate, modelo Puma, éste último dado como abreviación de Programable Universal Machine for Assembly.

y un robot utilizado dentro del sistema de almacenamiento (AS/RS) marca Amatrol.

Para acercarnos más al estudio de los robots, identificaremos sus componentes.

Componentes:

El componente principal lo constituye el manipulador, el cual consta de varias articulaciones y sus elementos.

Las partes que conforman el manipulador reciben los nombres de: cuerpo, brazo, muñeca y efector final. Al efector final se le conoce comunmente como sujetador o gripper.

Vamos a centrar nuestra atención en los elementos de las articulaciones. Cada articulación provee al robot de al menos un "grado de libertad". En otras palabras, las articulaciones permiten al manipulador realizar movimientos:

• Lineales que pueden ser horizontales o verticales.

•

• Por articulación.

(En los dos casos la línea roja representa la trayectoria seguida por el robot).

Además del manipulador, los otros elementos que forman parte del robot son un controlador, mecanismos de entrada y salida de datos y dispositivos especiales.

El controlador del robot, como su nombre lo indica, es el que controla cada uno de los movimientos del manipulador y guarda sus posiciones. El controlador recibe y envía señales a otras máquinas-herramientas (por medio de señales de entrada/salida) y almacena programas.

Los mecanismos de entrada y salida, más comunes son: teclado, monitor y caja de comandos llamada "teach pendant".

En el dibujo anterior tenemos un controlador (computer module) que envía señales a los motores de cada uno de los ejes del robot, la caja de comandos ("teach pendant") la cual sirve para enseñarle las posiciones al manipulador del robot.

La siguiente figura muestra un "teach pendat" para un tipo de robot industrial.

Los dispositivos de entrada y salida permiten introducir y, a su vez, ver los datos del controlador.

Para mandar instrucciones al controlador y para dar de alta programas de control, comúnmente se utiliza una computadora adicional.

Es necesario aclarar que algunos robots únicamente poseen uno de estos componentes. En estos casos, uno de los componentes de entrada y salida permite la realización de todas las funciones.

Esto lo podemos ver en el robot Júpiter, el cual se puede programar utilizando el "teach pendant".

En el caso del robot del AS/RS, éste se puede programar y enseñar sus posiciones a través de un teclado y monitor conectado directamente al controlador.

En otros casos, es indispensable conectar una computadora al controlador del robot.

Ejemplo de ello es el robot Move Master (Mitsubishi), el cual requiere una computadora externa para realizar y cargar los programas del controlador.

Señales de entrada y salida:

Las señales de entrada y salida se obtienen mediante tarjetas electrónicas instaladas en el controlador del robot las cuales le permiten tener comunicación con otras máquinas-herramientas. En la celda de manufactura, por ejemplo, se utilizan estas tarjetas para comunicar al robot PUMA con las máquinas de control numérico (torno y centro de máquinado). Estas tarjetas se componen de relevadores los cuales mandan señales eléctricas que después son interpretadas en un programa

...