ROBOTICA

Un Robot es una unidad reprogramable,multifuncional, diseñada para movermateriales, piezas, herramientas odispositivos especiales.

PR

OD

UC

TIV

IDA

D

VERSATILIDAD

M.E R.I

R

H

IDEAL

ETAPAS DE LA ROBÓTICA

Primer Etapa: Año 1950, aparece el manipulador“AMO ESCLAVO” para el manejo de materialesRadioactivos en el Laboratorio Argonne de EstadosUnidos.

Segunda Etapa: Año 1954 el inventor George Devol(USA), pionero en la robótica patenta por primeravez un brazo robot programable.

Tercer Etapa: Año 1958 George Devol y JosephEngelberger (USA), este último considerado padrede la Robótica, fundan la empresa UNIMATION(USA). El primer robot comenzó a funcionar en1961 en la G.M. y un conjunto de ellos en el año1965.

Cuarta Etapa: En el año de 1968 recién el Japóncomienza a tratar el tema Robótica contecnología propia. En el año de 1969, seconstruye el Instituto de Investigación de laUniversidad de Stanford (USA), el primer robotmóvil SHAKEY, de 1 m. ½ a control remoto, yen el año 1970 recién se implanta en Europa contecnología de terceros.

Quinta Etapa: En el año 1970 en la Universidadde Stanford (USA), se concibe por primera vezun robot con una computadora detrás.

Sexta Etapa: En el año 1975, y hasta el año1980, fue el periodo de mayor esplendor yaplicación de la robótica Industrial (el 25% delparque de robots a nivel mundial)

Séptima Etapa: Después del año 1980, seconcibe por primera vez el ROBOTINTELIGENTE, capaz de poder adaptarse alambiente y tomar decisiones en tiempo real.

Octava Etapa: Año 1986 en adelante y hastanuestros días experimentación con robotsmóviles…..

LEYES DE LA ROBÓTICA INDUSTRIAL

Primera Ley: Un robot no puede dañar aun ser humano, o a través de su inacciónpermitir que se dañe a un ser humano

Segunda Ley: Un robot debe obedecerlas órdenes dadas por los sereshumanos, excepto cuando tales ordenesestén en contra de la primer ley.

Tercera Ley: Un robot debe proteger su propiaexistencia, siempre y cuando esta protección noentre en conflicto con la primera y segunda ley.

Ley Cero: Un robot no puede dañar a lahumanidad, o a través de su inacción, permitirque se dañe a la humanidad.

Nota: Estas leyes han sido propuestas por IsaacAsimov, quien las comenzó a utilizar en susobras en el año 1942

PORQUE UN ROBOT?

1. MAYOR PRODUCTIVIDAD2. AHORRO DE MATERIA PRIMA Y ENERGÍA3. FLEXIBILIDAD TOTAL4. CALIDAD HOMOGENEA Y MAYOR5. CALIDAD DE TRABAJO HUMANO:

Seguridad: Trabajos peligrosos e insalubresComodidad: Trabajos repetitivos y en

posiciones forzadas6. ACUMULACIÓN INSTANTANEA DE

EXPERIENCIAS

EJEMPLO DE AHORRO DE MATERIA PRIMA Y ENERGÍA

PRENSA HIDRÁULICA

(Carrocerías de automóvil)

MATRIZ MACHO

MATRIZ HEMBRA

PMI

CONTROL 1 CONTROL 2

CHAPA DE ACERO

0.68/0.86 mm

SAE 1006

PMS

Tn

E P e

Ensayo de tensión

σz= tensión fluencia σt= tensión rotura

σz/ σt= Relación elástica σ%= Alargamiento porcentual (elongación)

CARRERA

PESO EN AUTOMÓVILES

PESO TOTAL CHAPA CARROCERÍA

500 312

605 375

960 485

1200 620

PESO CHAPA EN ELECTRODOMÉSTICOS

COCINA 63 A 76 KG

HELADERA 26 A 78 KG

LAVARROPAS (LAVADORA) 37 A 66 KG

CLASIFICACIÓN DE ROBOTS EN FUNCIÓN DEL TIPO DE ARTICULACIONES

1. CARTESIANOS: Sus 3 articulaciones sonprismáticas. Si están suspendidas del techoo de la pared son de portico.

2. CILINDRICOS: Poseen la primer articulaciónangular y las otras dos prismáticas.

3. POLARES: Las 2 primeras articulaciones sonangulares y la tercera prismática

4. ANGULARES: Todas las articulaciones sonde giro.

5. SCARA: Robot fijo de brazo articulado,con tres movimientos de giro y unoprismático (vertical), exclusivamente parael montaje de componentes, en especialelectrónicos.

APLICACIONES (CONVENCIONALES)

1. AUTOMOTRIZ

2. LÍNEA BLANCA (Electrodomésticos)

3. PLÁSTICOS Y CAUCHOS

4. ELECTRÓNICA (Montaje de componentes)

5. CONTROL DE CALIDAD (Inspección)

APLICACIONES (NO CONVENCIONALES)

TEXTIL CONSTRUCCIÓN AGRICULTURA GANADERIA ALIMENTACIÓN AEROESPACIAL FARMACÉUTICA MEDICINA NUCLEAR MILITAR MINERÍA

MERCADO DE ROBOTS EN MUNDO (2002)

JAPÓN 366.600 USA 120.200 ALEMANIA 103.800 ITALIA 47.400 COREA 31.400 FRANCIA 20.000 REINO UNIDO 15.000 ANTIGUA RUSIA 10.000 ESPAÑA 8.600 BENELUX 7.200 TAIWAN 5.800

SUECIA 5.300

SINGAPUR 5.000

EUROPA DEL ESTE 4.100

SUIZA 3.300

AUSTRIA 2.800

AUSTRALIA 2.600

FINLANDIA 1.900

DINAMARCA 1.000

ARGENTINA 502

NORUEGA 500

OTROS 10.000

TOTAL ROBOTS INSTALADOS EN EL MUNDO

1990 459.200

1994 586.300

1998 720.000

2002 799.400

DE ESTOS ROBOTS TIENEN:

JAPÓN 366.000

UNION EUROPEA 220.000

USA 120.200

AREAS DE MAYOR APLICACIÓN

SOLDADURA 29.2%

MONTAJE 25.7%

MANIPULACIÓN 13.1%

MECANIZADO 8.7%

PALETIZACIÓN 3.1%

ROBOTS DE 5 O MÁS EJES 65% DEL TOTAL

47.5% ANGULARES – 2.6% SCARAS

CANTIDAD DE ROBOTS POR CADA 10 EMPLEADOS

JAPÓN 272 COREA 125 AÑEMANIA 117 ITALIA 102 SUECIA 89 FINLANDIA 67 FRANCIA 63 ESPAÑA 62 BÉLGICA 51 HOLANDA 51 LUXENBURGO 51

ROBOTS DE SERVICIO

TIPO ROBOT UNID(1999) INST

PREVIS(03-05)

*ROBOTS DE LIMPIEZA 400 700

*ROBOTS INSPECCIÓN Y 100 150

MANTENIMIENTO

*ROBOTS DE INSPECCIÓN 900 200

SUBACUÁTICA

*ROBOTS MÉDICOS 800 5.000

(CIRUGÍA NO INVASIVA)

*SILLAS DE RUEDAS ROBOTIZADAS 200 200

*PLATAFORMAS ROBOTIZADAS 500 400

MÓVILES (MÚLTIPLES USOS)

TIPO ROBOT UNID(1999) INST PREVIS(03-05)

*ROBOTS VIGILANCIA 50 250

Y SEGURIDAD

*ROBOTS GUÍA (MUSEOS) 10 50

*ROBOTS SERVIDORES 50 1.200

DE COMBUSTIBLE

*ROBOTS DESACTIVADORES 150 250

DE EXPLOSIVOS

*ROBOTS DE LABORATORIOS 180 500

*ROBOTS DOMÉSTICOS 3.000 4.000

FIRMA MAS ROBOTIZADA DEL MUNDO

APPLE(E.E.U.U.)

Fabrica un computador

con menos de 50 personas

(solamente en Dirección,

Administración y Comercial)

FABRICAS LIDERES (MUNDO)

EE.UU EUROPA JAPON

ASEA (ABB) 18,0 35,0 8,0

FANUC (Japón) 23,0 8,0 18,0

NACHI (Japón) - - 18,0

KUKA (Alemania) - 15,0 -

CINCINATTI (USA) 15,0 - -

YASKAWA (Japón) - - 13,0

CLOSS (Alemania) - 5,0

DIFERENCIAS DE RESULTADOS EN LOS SISTEMAS DE

FABRICACION FLEXIBLE

Según un estudio realizado por la Harvard

Bussiness School (USA), se examinaron 35

instalaciones americanas y 60 japonesas.

En el Japón cada sistema produce 93 piezas

diferentes.

En los EE.UU cada sistema produce 10 piezas

diferentes.

OTRA DE LAS NOVEDADES ES QUE...

EE.UU se dedica a series grandes (2000

unidades promedio).

El Japón se dedica a series reducidas (260

unidades promedio).

CONCLUSIÓN: Se debe a la cualificación de

los técnicos y operarios, y a nivel directivos,

pues en equipos y tecnologías son

comparables.

EJEMPLO JAPONÉS

De las 68 empresas de robots que exportan

parte de su producción, tres de ellas emplean

más de 100 investigadores.

GEDELIUS = 300

TOSHIBA = 200

KAWASAKI = 100

Más de 10 firmas tienen alrededor de 50

personas en I + D.

PROCESOS

JAPON ALEM. INGL.

SOLDADURA

POR PUNTOS58% 30% 16%

SOLDADURA

AL ARCO19% 12% 13%

TRATAMIENTO

SUPERFICIAL

(Control de

Calidad)

11,5% 14% 18,5%

APLICACIONES

VARIAS11,5% 44% 52,5%

PRINCIPAL EJEMPLO DE ROBOTS EN BENEFICIO DE LA SEGURIDAD E

HIGIENE

ROBOT DE PINTURA

Es el trabajo mas insalubre de la Industria Automotriz

BENEFICIO DE USO:

1. Permite trabajar con alto nivel de ruido, con materiales tóxicos y cancerígenos..... Sin problemas

2. Permite ahorro de energía en ventilación y en calefacción.

3. Obtiene pintura de mejor calidad y homogénea

R

E

S

U

L

T

A

D

O

S

Capa mas homogénea y sin fallas

Reducción costo materiales

Ahorro en retoques finales

Reducción del costo de garantía por

defectos de pintado

Ahorro de mano de obra ( trabajo y

retrabajo)

RIESGOS EN ROBOTICA

Colisión del hombre con el robot

Proyección de una pieza por el robot industrial

Atrapamiento

Riesgos varios (electrocuciones, quemaduras, radiaciones diversas, atrapes de órganos móviles, proyección de partículas, etc.)

PARTES DEL ROBOT CAUSANTES DEL ACCIDENTE

Estructura mecánica y elemento terminal

Actuadores o accionamientos

Unidad de control y sensores

SEGURIDAD EN ROBOTS

Peligro de lesiones en visitantes y empleados

Desperfectos físicos y directos en sistemas, equipos de control y soporte.

Errores y omisiones por partes de los creadores del software

ALGUNOS SISTEMAS DE SEGURIDAD EN ROBÓTICA

1. Barrera de protección física

2. Bloqueos eléctricos en puertas de acceso

3. Detectores de intrusos

4. Interceptores de emergencia y paradas mecánicas

ALGUNOS SISTEMAS DE SEGURIDAD EN ROBÓTICA

5. Mantenimiento in situ para sustitución rápida de repuestos susceptibles a fallas o daños

6. Almacenamiento del software de seguridad en un lugar remoto y protegido

7. Disponibilidad inmediata de hardware sustituto Repuesto de emergencia y plan de recuperación, ante un desastre

8. Implementación de medidas de seguridad para prevenir sabotaje

9. Comprobación rutinaria de los sistemas de seguridad y procedimientos de trabajo

10. Capacitación y adiestramiento adecuado del personal de programación, entrada de datos, operativo y mantenimiento

ALGUNOS SISTEMAS DE SEGURIDAD EN ROBÓTICA