EXPOSICION 8 La Robtica

LA ROBOTICA

La robtica es un concepto de dominio publico. La mayor parte de la gente tiene una idea de lo que es la robtica, no se conocen sus aplicaciones y el potencial que tiene. La palabra robot, tiene el origen y aplicaciones tiles como ciencia. En la actualidad la robtica se conoce que tiene sus orgenes de hace varios siglos como referencia se tiene los hechos registrados en la historia; antiguamente los robots eran conocidos con el nombre de autmatas, y la robtica no era reconocida como ciencia, la palabra robot surgi hace despus del origen de los autmatas. La historia de la automatizacin industrial est caracterizada por perodos de constantes innovaciones tecnolgicas. Esto se debe a que las tcnicas de automatizacin estn muy ligadas a los procesos econmicos mundiales. El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseo asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricacin asistidos por computadora (CAM), son tendencias de automatizacin en los procesos de fabricacin.El robot es encargado a cumplir los procedimientos, stas tecnologas conducen a la automatizacin industrial a otra transicin, de alcances an desconocidos. El crecimiento del mercado de la industria Robtica ha sido lento en comparacin con los primeros aos de la dcada de los 80 de acuerdo a algunas suposiciones, la industria de la robtica est en su infancia. Estas predicciones se realicen completamente, o no, la industria robtica, en una forma o en otra, permanecer continuara desarrollando. Evolucin del Mercado Robtico

En la actualidad el uso de los robots industriales est concentrado en operaciones simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisin. Las tareas como las mquinas de inspeccin, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son econmicamente viables para ser robotizadas. Los anlisis de mercado en cuanto a fabricacin predicen que en sta dcada y en las posteriores, los robots industriales incrementaran su campo de aplicacin, debido a los avances tecnolgicos en sensorica, los cuales permitirn tareas mas sofisticadas como el ensamblaje de materiales. Como se ha observado la automatizacin y la robtica son dos tecnologas estrechamente relacionadas. En un contexto industrial se puede definir la AUTOMATIZACION como una tecnologa que est relacionada con el empleo de sistemas mecnicos-elctricos electrnicos basados en computadoras para la operacin y control de la produccin. En consecuencia la robtica es una forma de automatizacin industrial. Hay tres clases muy amplias de automatizacin industrial : 1. Automatizacin fija.2. Automatizacin programable. 3. Automatizacin flexible. La automatizacin fija se utiliza cuando el volumen de produccin es muy alto, y por tanto se puede justificar econmicamente el alto costo del diseo de equipo especializado para procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de produccin elevadas. Adems de esto, otro inconveniente de la automatizacin fija es su ciclo de vida que va de acuerdo a la vigencia del producto en el mercado. 2.- La automatizacin programable se emplea cuando el volumen de produccin es relativamente bajo y hay una diversidad de produccin a obtener. En este caso el equipo de produccin es diseado para adaptarse a la variaciones de configuracin del producto; sta adaptacin se realiza por medio de un programa (Software). 3.- La automatizacin flexible, es la ms adecuada para un rango de produccin medio. Estos sistemas flexibles poseen caractersticas de la automatizacin fija y de la automatizacin programada. Un robot industrial es un mquina programable de uso general que tiene algunas caractersticas antropomrficas o humanoides. Las caractersticas humanoides ms tpicas de los robots actuales es la de sus brazos mviles, los que se desplazarn por medio de secuencias de movimientos que son programados para la ejecucin de tareas de gran utilidad. La definicin oficial de un robot industrial se proporciona por la Robotics Industries Association (RIA), anteriormente el Robotics Institute of Amrica. "Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable diseado para desplazar materiales , piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos variables programados para la ejecucin de una diversidad de tareas". Se espera en un futuro no muy lejano que la tecnologa en robtica se desplace en una direccin que sea capaz de proporcionar a stas mquinas capacidades ms similares a las humanas. Clasificacin de los robots La potencia del software en el controlador determina la utilidad y flexibilidad del robot dentro de las limitantes del diseo mecnico y la capacidad de los sensores. Los robots han sido clasificados de acuerdo a su generacin, a su nivel de inteligencia, a su nivel de control, y a su nivel de lenguaje de programacin. stas clasificaciones reflejan la potencia del software en el controlador, en particular, la sofisticada interaccin de los sensores La generacin de un robot se determina por el orden histrico de desarrollos en la robtica. Cinco generaciones son normalmente asignadas a los robots industriales. La tercera generacin es utilizada en la industria, la cuarta se desarrolla en los laboratorios de investigacin, y la quinta generacin es un gran sueo. 1.- Robots Play-back, los cuales regeneran una secuencia de instrucciones grabadas, como un robot utilizado en recubrimiento por spray o soldadura por arco. Estos robots comnmente tienen un control de lazo abierto. 2.- Robots controlados por sensores, estos tienen un control en lazo cerrado de movimientos manipulados, y hacen decisiones basados en datos obtenidos por sensores. 3.- Robots controlados por visin, donde los robots pueden manipular un objeto al utilizar informacin desde un sistema de visin. 4.- Robots controlados adaptables, donde los robots pueden automticamente reprogramar sus acciones sobre la base de los datos obtenidos por los sensores. 5.- Robots con inteligencia artificial, donde las robots utilizan las tcnicas de inteligencia artificial para hacer sus propias decisiones y resolver problemas. La Asociacin de Robots Japonesa (JIRA) ha clasificado a los robots dentro de seis clases sobre la base de su nivel de inteligencia: 1.- Dispositivos de manejo manual, controlados por una persona. 2.- Robots de secuencia arreglada. 3.- Robots de secuencia variable, donde un operador puede modificar la secuencia fcilmente. 4.- Robots regeneradores, donde el operador humano conduce el robot a travs de la tarea. 5.- Robots de control numrico, donde el operador alimenta la programacin del movimiento, hasta que se ensee manualmente la tarea. 6.- Robots inteligentes, los cuales pueden entender e interactuar con cambios en el medio ambiente.

Los programas en el controlador del robot pueden ser agrupados de acuerdo al nivel de control que realizan. 1.- Nivel de inteligencia artificial, donde el programa aceptar un comando como "levantar el producto" y descomponerlo dentro de una secuencia de comandos de bajo nivel basados en un modelo estratgico de las tareas. 2.- Nivel de modo de control, donde los movimientos del sistema son modelados, para lo que se incluye la interaccin dinmica entre los diferentes mecanismos, trayectorias planeadas, y los puntos de asignacin seleccionados. 3.- Niveles de servosistemas, donde los actuadores controlan los parmetros de los mecanismos con el uso de una retroalimentacin interna de los datos obtenidos por los sensores, y la ruta es modificada sobre la base de los datos que se obtienen de sensores externos. Todas las detecciones de fallas y mecanismos de correccin son implementadas en este nivel. En la clasificacin final se considerara el nivel del lenguaje de programacin. La clave para una aplicacin efectiva de los robots para una amplia variedad de tareas, es el desarrollo de lenguajes de alto nivel. Existen muchos sistemas de programacin de robots, aunque la mayora del software ms avanzado se encuentra en los laboratorios de investigacin. Los sistemas de programacin de robots caen dentro de tres clases : 1.- Sistemas guiados, en el cual el usuario conduce el robot a travs de los movimientos a ser realizados. 2.- Sistemas de programacin de nivel-robot, en los cuales el usuario escribe un programa de computadora al especificar el movimiento y el sensado. 3.- Sistemas de programacin de nivel-tarea, en el cual el usuario especifica la operacin por sus acciones sobre los objetos que el robot manipula. Aplicaciones Los robots son utilizados en una diversidad de aplicaciones, desde robots tortugas en los salones de clases, robots soldadores en la industria automotriz, hasta brazos teleoperados en el transbordador espacial. Cada robot lleva consigo su problemtica propia y sus soluciones afines; no obstante que mucha gente considera que la automatizacin de procesos a travs de robots est en sus inicios, es un hecho innegable que la introduccin de la tecnologa robtica en la industria, ya ha causado un gran impacto. En este sentido la industria Automotriz desempea un papel preponderante. Es necesario hacer mencin de los problemas de tipo social, econmicos e incluso poltico, que puede generar una mala orientacin de robotizacin de la industria. Se hace indispensable que la planificacin de los recursos humanos, tecnolgicos y financieros se realice de una manera inteligente. Por el contrario la Robtica contribuir en gran medida al incremento de el empleo. Pero, como se puede hacer esto? al automatizar los procesos en mquinas ms flexibles, reduce el costo de maquinaria, y se produce una variedad de productos sin necesidad de realizar cambios importantes en la forma de fabricacin de los mismo. Esto originara una gran cantidad de empresas familiares (Micro y pequeas empresas ) lo que provoca la descentralizacin de la industria. Industria Aplicacin de transferencia de material

Las aplicaciones de transferencia de material se definen como operaciones en las cuales el objetivo primario es mover una pieza de una posicin a otra. Se suelen considerar entre las operaciones ms sencillas o directas de realizar por los robots. Las aplicaciones normalmente necesitan un robot poco sofisticado, y los requisitos de enclavamiento con otros equipos son tpicamente simples.

Carga y descarga de maquinas.

Estas aplicaciones son de manejos de material en las que el robot se utiliza para servir a una mquina de produccin transfiriendo piezas a/o desde las mquinas. Existen tres casos que caen dentro de sta categora de aplicacin: Carga/Descarga de Mquinas. El robot carga una pieza de trabajo en bruto en el proceso y descarga una pieza acabada. Una operacin de mecanizado es un ejemplo de este caso. Carga de mquinas. El robot debe de cargar la pieza de trabajo en bruto a los materiales en las mquinas, pero la pieza se extrae mediante algn otro medio. En una operacin de prensado, el robot se puede programar para cargar lminas de metal en la prensa, pero las piezas acabadas se permite que caigan fuera de la prensa por gravedad. Descarga de mquinas. La mquina produce piezas acabadas a partir de materiales en bruto que se cargan directamente en la mquina sin la ayuda de robots. El robot descarga la pieza de la mquina. Ejemplos de sta categora incluyen aplicaciones de fundicin de troquel y moldeado plstico. La aplicacin se tipifica mejor mediante una clula de trabajo con el robot en el centro que consta de la mquina de produccin, el robot y alguna forma de entrega de piezas.

Operaciones de procesamiento.

Adems de las aplicaciones de manejo de piezas, existe una gran clase de aplicaciones en las cuales el robot realmente efecta trabajos sobre piezas. Este trabajo casi siempre necesita que el efector final del robot sea una herramienta en lugar de una pinza. Por tanto la utilizacin de una herramienta para efectuar el trabajo es una caracterstica distinta de este grupo de aplicaciones. El tipo de herramienta depende de la operacin de procesamiento que se realiza.

Soldadura por puntos.

Como el trmino lo sugiere, la soldadura por puntos es un proceso en el que dos piezas de metal se soldan en puntos localizados al hacer pasar una gran corriente elctrica a travs de las piezas donde se efecta la soldadura.

Soldadura por arco continua.

La soldadura por arco es un proceso de soldadura continua en oposicin a la soldadura por punto que podra llamarse un proceso discontinuo. La soldadura de arco continua se utiliza para obtener uniones largas o grandes uniones soldadas en las cuales, a menudo, se necesita una cierre hermtico entre las dos piezas de metal que se van a unir. El proceso utiliza un electrodo en forma de barra o alambre de metal para suministrar la alta corriente elctrica de 100 a 300 amperes. DIAGRAMA DE UN ROBOT

Recubrimiento con spray

La mayora de los productos fabricados de materiales metlicos requieren de alguna forma de acabado de pintura antes de la entrega al cliente. La tecnologa para aplicar estos acabados varia en la complejidad desde mtodos manuales simples a tcnicas automticas altamente sofisticadas. Se dividen los mtodos de recubrimiento industrial en dos categoras:

1.- Mtodos de recubrimiento de flujo e inmersin. 2.- Mtodos de recubrimiento al spray. Los mtodos de recubrimiento mediante flujo de inmersin se suelen considerar que son mtodos de aplicar pintura al producto de baja tecnologa. La inmersin simplemente requiere sumergir la pieza o producto en un tanque de pintura liquida.Otras Operaciones de proceso

Adems de la soldadura por punto, la soldadura por arco, y el recubrimiento al spray existe una serie de otras aplicaciones de robots que utilizan alguna forma de herramienta especializada como efector final. Operaciones que estn en sta categora incluyen: Taladro, acanalado, y otras aplicaciones de mecanizado. Rectificado, pulido, desbarbado, cepillado y operaciones similares. Remachado, Corte por chorro de agua. Taladro y corte por lser. MERCEDES BENZ - VESTIDURA

ALFA ROMEO - LINEA FINAL

FERRARI - CABINA

FERRARI LINEA FINAL

DAEWOO - VESTIDURA

JAGUAR LINEA FINAL

Ser importante considerar los robots en la disposicin de planta cuando esta situacin sea viable.