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Innovación y Tecnología

Robots industriales y robótica industrial

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Los robots industriales son robots creados y utilizados en el ámbito industrial, cuya finalidad es automatizar procesos en un entorno colaborativo o en una valla de seguridad. A continuación, profundizaremos en los distintos tipos de robots industriales existentes, así como en las marcas, ejemplos y precios de los robots industriales del fabricante.

Definición de qué es un robot industrial y para qué sirven los robots industriales

El término robot industrial se refiere a un manipulador multifuncional programable, que se caracteriza por 3 a 7 ejes. Se utilizan para diferentes propósitos y aplicaciones, como líneas de montaje y líneas de producción. Tienen varios grados de libertad y se pueden controlar y reprogramar automáticamente.

Marcas de robots industriales más importantes del mundo

A continuación, resumiremos las principales empresas de robots que fabrican brazos robóticos en el ámbito industrial.

Características de los robots industriales y cómo se especifican

Estos autómatas se consideran multifuncionales y tienen la capacidad de movilizar piezas, materiales y objetos debido a sus articulaciones o ejes. De esta forma, las personas no necesitan intervenir constantemente para que funcionen. En la actualidad, el desarrollo de la tecnología robótica ha mejorado eficazmente las funciones de los robots, lo que ha llevado a su aplicación en diversos campos.

Es importante señalar que los robots industriales tienen cierta similitud en apariencia, porque son similares a la estructura anatómica del cuerpo humano, especialmente en las extremidades superiores. Incluso en varias partes del robot, se mencionan estas características porque tienen muñecas, codos, brazos, cinturas, etc.

Las principales características de los robots industriales:

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Grados de libertad en brazo robotico
  • Grados de libertad: Este es el estado de la posición u orientación de cada robot, y se requiere que tengan coordenadas independientes. Sus ejes y enlaces con movimientos de rotación y traslación tienen cierto grado de libertad con respecto a otros ejes.
  • Área de trabajo: Este es el espacio donde trabajará el robot, y en él se debe representar la distancia máxima sobre la que puede funcionar de la manera más efectiva.
  • Capacidad de carga: se refiere al peso (expresado en kilogramos) que puede mover el robot, claro está, incluyendo las garras. Los actuadores son los que permiten aprovechar la energía eléctrica, neumática o higrúlica en energía mecánica para realizar esfuerzos. Por otro lado, los sistemas de control, reductoras y transmisores son los que permiten que los actuadores funcionen.
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Área de trabajo para brazo robot
  • Velocidad: la velocidad de los robots se mide en ciclos por minuto (con el robot cargado). En este caso, también se debe considerar el momento de inercia, porque el cuerpo producirá una resistencia normal al girar, por lo que la velocidad cambiará. Cuando el robot se mueve, los giros limitan la velocidad, dependiendo del peso de la carga.
  • Programabilidad: es la capacidad de los robots para poder ser programados en diferentes lenguajes y de esta manera obtener el máximo beneficio de sus funciones.

Otras características notables de los robots industriales son las siguientes:

  • Los enlaces: El robot manipulador consta de una serie de elementos estructurales rígidos (llamados enlaces o eslabones), que están conectados entre sí por articulaciones, permitiendo así el movimiento relativo de cada dos eslabones consecutivos.
  • Las articulaciones: Mecánicamente hablando, un robot consta de una serie de elementos o enlaces conectados por articulaciones que permiten el movimiento relativo entre cada dos enlaces consecutivos.
  • Las cadenas cinemáticas: son el conjunto formado por articulaciones y enlaces robóticos que se utilizan para transferir el movimiento entre un lugar y otro.

¿Cuántos ejes tiene un robot industrial?

Los robots industriales están en proceso de desarrollo continuo. Además de tecnologías cada vez más innovadoras (como la inteligencia artificial y la visión artificial) aplicadas a la robótica, su estructura, forma y función también están en constante evolución. Los robots industriales tratan de asemejarse a los movimientos y funciones de un brazo humano, pudiendo a tener hasta 7 ejes de movimiento.

Tipos de robots industriales

Actualmente, los robots industriales tienen diferentes capacidades, tamaños, grados de autonomía y tamaños según las aplicaciones a desarrollar.

Robots Industriales en cadena de automoción. Fuente: Aquí
  1. Robots manipuladores: Son los más comunes implantados en la industria debido a su sistema de control básico y bajo costo. Las múltiples tareas que realiza son repetitivas y sencillas. Se dividen en tres tipos: secuencia fija, secuencia variable y formato manual.

2. Robots informáticos: estos robots son controlados y programados por ordenadores o computadoras. En este caso, un programador humano escribe el código en un programa específico en la computadora para emitir comandos o secuencias de trabajo al robot. Este tipo de robot tiene muchas ventajas, pero un experto calificado debe operarlas correctamente.

3.Robots repetitivos: Son robots que realizan tareas repetitivas o una serie de acciones programadas previamente por humanos. Estos robots industriales son generalmente reconocidos por la sociedad.

4. Robots inteligentes: se consideran inteligentes debido que los sensores y aplicaciones integradas en este tipo de robot les dotan de información suficiente para moverse de manera automática y realizar tareas.

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Microrobots. Fuente Aquí

5. Micro robots: los micro robots están en fase de desarrollo. El propósito de este robot es para aplicaciones de entretenimiento, educación, medicina o investigación.

Existen otro tipo de robots por definir, no menos importante, pero atendiendo a sus características técnicas:

  • Cilíndricos: son aquellos cuyos ejes forman un sistema de coordenadas cilíndrico; en resumen, sus movimientos programados tienen lugar dentro de un espacio en forma de cilindro (arriba, abajo y alrededor). Este tipo de brazo se usa más comúnmente para operaciones de ensamblaje, soldadura por puntos y manejo de máquinas herramienta, donde las juntas rotativas y prismáticas le dan movimiento rotatorio y lineal.
  • Scara: son robots todo en uno, lo que significa que un robot SCARA está equipado con x, y, zy movimiento giratorio en un paquete que viene listo para usar, además de las herramientas del extremo del brazo. El área de trabajo es similar a los robots cilíndricos pero tiene más grados de movimiento en un radio o espacio en forma de arco. Las aplicaciones también son similares a los robots cilíndricos y cartesianos, pero los robots SCARA pueden moverse más rápido que los otros dos.
  • Polar: está configurado para formar un sistema de coordenadas polares utilizando una combinación de dos articulaciones giratorias y una articulación lineal, conectadas a una base singular con una articulación giratoria. Esto da como resultado un entorno de trabajo de forma esférica y un rango de movimientos. Además de la soldadura por gas y arco, los robots polares también se utilizan en máquinas de monitoreo ambiental, exploración planetaria y submarina, rehabilitación y fisioterapia.
  • Angulares: tiene articulaciones para girar e inclinar el robot, lo que permite que el brazo realice un movimiento de interpolación lineal
  • Paralelos: Este tipo de robot tiene una cadena cinemática cerrada, en la que múltiples cadenas cinemáticas en serie independientes conectan la plataforma móvil y la base, y estas cadenas cinemáticas se clasifican según grados de libertad.

Historia de los robots industriales y cuál es el nombre del primer robot industrial

Para entender la tecnología robótica actual hay que remontarse a sus inicios, por lo que hay que hablar del robot industrial Robot Unimate, que fue patentado en 1948. De hecho, desde 1788, las primeras instituciones electrónicas se han utilizado para simplificar y controlar el trabajo del sector industrial. Sin embargo, el concepto de robots que todos conocemos no se establecerá hasta el próximo siglo.

Pero, ¿Cuándo comenzaron a utilizarse los robots industriales?

El pionero de la industria robótica, George Devol, fue el inventor del primer robot industrial, que se llamaba Unimate. La idea que pensó Devol fue hacer una máquina que pudiera adaptarse al entorno y simplificar el trabajo en la industria.

Su responsabilidad es mover las diferentes piezas a lo largo de la línea de montaje y soldar los elementos que finalmente se manipulan en el vehículo. Una de las razones para crear este robot es la seguridad de los empleados de la fábrica, que pueden encontrarse en un entorno muy peligroso y no están preparados para ello.

Con el tiempo, la misma patente evolucionó hacia otros prototipos mejores para adaptarse a las mejoras tecnológicas. Por ejemplo, Unimate logró convertirse en un robot programable: PUMA. Actualmente, PUMA proporciona la base para la mayoría de los elementos electrónicos generados en el mundo robótico.

En resumen, gracias a inventores como George Devol, es posible sentar las bases de los robots de hoy y cómo usarlos en el lugar de trabajo, haciendo de la robótica el mundo de hoy.

Ejemplos de qué tipos de robots se utilizan en la industria

Las aplicaciones industriales que utilizan este tipo de robot son muy diversas, por lo que daremos algunos ejemplos, los principales son los siguientes:

Trabajos de fundición: fundición de moldes, colocación de piezas en moldes y transporte de moldes a un lugar para enfriamiento, limpieza y mantenimiento.

Trabajos de soldadura: este tipo de robots se utilizan en la industria automotriz para soldar carrocerías.

Aplicación de materiales: Estos robots se utilizan para pulir la superficie, como esmalte, pintura, barniz y otros materiales.

Aplicación de selladores y adhesivos: En la industria automotriz, se utilizan para sellar parabrisas, ventanas, etc. Aunque otras industrias también los utilizan para otros fines.

Alimentación de máquina: Se utilizan especialmente en la industria metalúrgica donde se utilizan prensas.

Corte: Estos robots se utilizan para cortar diversos materiales de diferentes formas, como agua pulverizada, láser, combustible oxigenado, etc.

Operaciones de montaje: Por su rapidez y precisión, estos robots se utilizan para montar piezas muy pequeñas.

Para todos estos tipos de trabajos y operaciones existen una serie de herramientas para robots industriales, como pueden ser grippers o pinzas para el extremos del brazo. Según la funcionalidad existe un tipo u otro de herramienta.