INTRODUCCIÓN A LA ROBOTICA INDUSTRIAL
Cuando
escuchamos la palabra Robot, en algunas ocasiones pensamos en esas películas
que nos han sorprendido por presentarnos Robots que realizan acciones
superiores a las capacidades del ser humano.
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
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 funció
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 comúnmente como sujetador o
gripper.
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 manufactura, por ejemplo, se utilizan estas tarjetas
para comunicar al robot PUMA con las máquinas de control numérico (torno y
centro de maquinado, por ejemplo). Estas tarjetas se componen de relevadores
los cuales mandan señales eléctricas que después son interpretadas en un
programa de control, estas señales nos permiten controlar cuando debe entrar el
robot a cargar una pieza a la máquina, cuando debe empezar a funcionar la
máquina o el robot, etc.
Efector final (gripper)
El efector
final (griper) es un dispositivo que se une a la muñeca del brazo del robot con
la finalidad de activarlo para la realización de una tarea específica. La razón
por la que existen distintos tipos de efectores finales es, precisamente, por
las funciones que realizan. Los diversos tipos podemos dividirlos en dos
grandes categorías: pinzas y herramientas.
Las pinzas
han sido diseñadas para que el robot cargue y descargue objetos, transporte
material y ensamble piezas.
Los tipos de
pinzas más comunes pertenecen al tipo llamado pivotante. Los dedos de la pinza
giran en relación con los puntos fijos del pivote. De esta manera, la pinza se
abre y se cierra.
Otro tipo de
pinzas se denominan de movimiento lineal. En este caso, los dedos se abren y se
cierran ejecutando un movimiento paralelo entre sí.
Otro tipo de
pinzas se denominan de movimiento lineal. En este caso, los dedos se abren y se
cierran ejecutando un movimiento paralelo entre sí.
Al momento de
diseñar una pinza deben tomarse en cuenta la forma y peso de la pieza de
trabajo, así como el tipo de movimiento que harán los dedos. Con estos
lineamientos, se puede asegurar una buena sujeción, de tal forma que la pinza
no modifique o dañe la estructura de la pieza. Una regla general es que la
pinza debe sujetar a la pieza de trabajo en su centro de gravedad, esto
ocasiona que se anulen los momentos que se pudieran generar por el peso de la
pieza de trabajo.
Para reducir
los tiempos de ciclo en operaciones de carga y descarga de piezas a máquinas-herramientas
se pueden diseñar efectores finales con doble pinza. Existen otros tipos de
pinzas como ventosas, pinzas magnéticas y pinzas adhesivas.
Dependiendo
de la aplicación se puede sustituir las pinzas por herramientas.
Grados de libertad
Sin duda, una
de las principales características que definen a los robots lo constituye los
"grados de libertad" que posea. Hablar de "grados de
libertad" equivale a decir número y tipo de movimientos del manipulador.
Observando
los movimientos del brazo y de la muñeca, se puede determinar el número de
grados de libertad que presenta un robot.
Generalmente,
tanto en el brazo como en la muñeca, se encuentra una variación que va desde
uno hasta los tres grados de libertad.
A la muñeca
de un manipulador le corresponden los siguientes movimientos o grados de
libertad: giro (hand rotate), elevación (wrist flex) y desviación(wrist rotate)
como lo muestra el siguiente modelo
.
Cabe hacer
notar que existen muñecas que no pueden realizar los tres tipos de movimiento.
Las muñecas, tanto del robot del sistema de almacenamiento y reposición
automática (AS/RS) como la del robot Júpiter, muestran únicamente un grado de
libertad de giro. Por su parte, la muñeca del robot MoveMaster Mitsubishi está
diseñada para realizar movimientos de giro y de elevación. Es decir, presenta
dos grados de libertad. Los grados de libertad del brazo de un manipulador
están directamente relacionados con su anatomía, o configuración
