APLICACIÓN DE LA ROBÓTICA

La noción de robótica implica una cierta idea preconcebida de una estructura mecánica universal capaz de adaptarse, como el hombre, a muy diversos tipos de acciones, destacando en mayor o menor grado, las características de movilidad, programación, autonomía y multifuncionalidad.

Sin embargo, en la actualidad abarca una amplia gama de dispositivos con muy diversos trazos físicos y funcionales asociados a su particular estructura mecánica, a sus características operativas y al campo de aplicación para el cual han sido diseñados. Es importante destacar que todos estos factores están íntimamente relacionados, de tal forma que la configuración y el comportamiento de un robot condicionan su adecuación para un campo determinado de aplicaciones y viceversa, a pesar de la versatibilidad inherente al propio concepto de robot.

         Los robots se clasifican según su campo de aplicación en robots industriales y robots de servicios. Van desde robots tortugas en los salones de clases, robots soldadores en la industria automotriz, hasta brazos teleoperadores en el transbordador espacial, lo que evidencia que son utilizados en una diversidad de campos.

Campos de aplicación de la robótica:

Industria

• Trabajos en Fundición
• Aplicación de Transferencia de Material
• Paletización
• Carga y Descarga de Máquinas
• Operaciones de Procesamiento
• Otras Operaciones de Proceso
• Montaje
• Control de Calidad
• Manipulación en Salas Blancas

Robots de Servicio

• Laboratorios
• Industria Nuclear
• Agricultura
• Espacio
• Vehículos Submarinos
• Educación
• Construcción
• Medicina
• Ciencia Ficción

1. INDUSTRIA

En la actualidad los robots son muy utilizados en la industria, siendo un elemento indispensable en la mayoría de los procesos de manufactura.

El robot industrial debido a su naturaleza multifuncional puede llevar a cabo un sin número de tareas, para lo cual es necesario estar dispuesto a a admitir cambios en el desarrollo del proceso primitivo como modificaciones en el diseño de piezas, sustitución de sistemas etc, que faciliten y hagan posible la introducción del robot.

En cuanto al tipo de robot a utilizar, se deben considerar por ejemplo velocidad de carga, capacidad de control, etc.

Uno de los principales usuarios de robots es la industria del automóvil. La empresa General Motors utiliza aproximadamente 16.000 robots para trabajos como soldadura por puntos, pintura, carga de máquinas, transferencia de piezas y montaje.

1.1 Trabajos en Fundición

              La fundición por inyección fue el primer proceso robotizado (1960). En este proceso el material utilizado que está en estado líquido, es inyectado a presión en un molde, el cual está formado por dos mitades que se mantiene unidas durante la inyección. La pieza solidificada es extraída del molde y enfriada para su posterior desbarbado.

En la fundición por inyección el robot puede realizar las siguientes tareas:

• Extracción de las piezas del molde y transporte de éstas a un sector enfriado y posteriormente a otro proceso (desbarbado, corte, etc).
• Limpieza y mantenimiento de los moldes.
• Colocación de piezas en el interior de los moldes.

Las cargas manejadas por los robots son medias o altas, no necesitan una gran precisión (salvo si deben colocar piezas en el interior del molde), su campo de acción debe ser grande y su sistema de control generalmente es sencillo.

Otro proceso de fundición es la fundición a la cera perdida, por microfusión  o a la cáscara. Éste permite fundir piezas con gran precisión y buen acabado en la superficie.

El robot realiza tares relativas a la formación del  molde de material refractario a partir del molde de cera. El robot consta con una pinza especial, recoge un conjunto de varios modelos unidos y lo introduce en una masa de gano fino, intercalando extracciones y centrifugaciones para obtener un recubrimiento uniforme. Si se tiene varios robots en serie introduciendo los conjuntos en diferentes tipos de arena  y finalmente en un horno se puede conseguir un proceso continuo de fabricación de moldes.

1.2 Aplicación de Transferencia de Material

Las aplicaciones de transferencia de material se definen como aquellas operaciones en las cuales el objetivo primario es mover una pieza de una posición a otra. Son consideraras entre las operaciones más sencillas o directas de realizar por los robots.

Para las aplicaciones de transferencia de material se requiere comúnmente un robot poco sofisticado, y los requisitos de enclavamiento con otros equipos son típicamente simples.

1.3 Paletización

Es un proceso básicamente de manipulación, el cual consiste en disponer piezas sobre una plataforma o bandeja, conocida como palet. Estas piezas ocupan posiciones predeterminadas asegurando estabilidad, y facilidad de manipulación.

Existen diferentes tipos de máquinas que realizan operaciones de paletizado, las que al compararlas frente a un robot presentan ventajas en cuanto a velocidad  y costo, no obstante son rígidas en cuanto a su funcionamiento, siendo incapaces de modificar sus tareas de carga y descarga.

Sin embargo, los robots pueden realizar con ventaja aplicaciones de paletización, donde la forma, número o características generales de los productos a manipular cambian con cierta frecuencia. En estos casos, un adecuado programa de control permite resolver las operaciones de carga y descarga, optimizando los movimientos del robot, de manera tal que se pueda aprovechar al máximo la capacidad del palet o atender cualquier otro requerimiento

          Las tareas de paletización implican el manejo de grandes cargas, de peso y dimensiones elevadas. Por tal motivo, los robots empleados generalmente son de gran tamaño, con una capacidad de carga de 10 a 100kg, a pesar de ésto se pueden encontrar aplicaciones de paletización de pequeñas piezas, en las que es suficiente un robot  de 5 kg de capacidad.

Las tareas denominadas tareas de “pick & place” obedecen a las aplicaciones mencionadas anteriormente, donde la misión del robot consiste en recoger piezas de un lugar y depositarlas en otro. El grado de complejidad de este proceso puede ser muy variable, desde recoger piezas dejándolas en una posición prefijada, hasta necesitar sensores externos, como visión artificial o tacto para poder determinar la posición de recogida y colocación de las piezas. Dado que las tareas de “picking” se realizan con piezas pequeñas, es necesario contar con precisión y velocidad.

Un típico ejemplo de aplicación del robot al paletizado es la formación de palets de productos alimenticios. Cajas de diferentes productos llegan al campo acción del robot donde a través de un código de barras o por algunas de sus dimensiones son identificadas, de esta manera el robot gestiona las líneas de alimentación de cajas y de palets, y la mismo tiempo toma las decisiones necesarias para situar la caja en el palet con la posición y orientación adecuada.

Si el robot estuviera equipado con ventosas de vacío su capacidad aumentaría alrededor de los 50 kg.

1.4 Carga y Descarga de Máquinas.

La peligrosidad y monotonía de las operaciones de carga y descarga de máquinas como prensas, estampadoras, hornos o la posibilidad de usar un mismo robot pata transferir una pieza a través de diferentes máquinas de procesado, ha llevado a que un gran número de empresas hayan introducido robots en   sus    talleres.
Las operaciones de carga o descarga son de manejos de material en las que el robot se utiliza para servir a una máquina de producción transfiriendo piezas a/o desde las máquinas.

Existen tres casos dentro de esta categoría de aplicación:

Carga/Descarga de Máquinas: El robot carga una pieza de trabajo en bruto en el proceso y descarga una pieza acabada. Un ejemplo de este caso es una operación de mecanizado.