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1. Robótica Industrial
Tema: Criterios de Implantación de células
robotizadas
Ing. Luis Orozco MSc.
Departamento de Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones

2. Definición de Células Robotizadas Industriales
Las células robotizadas industriales son sistemas automatizados diseñados
para realizar tareas específicas en entornos de fabricación. Combinan una
variedad de equipos, como robots, máquinas, sensores y dispositivos de
control, para ejecutar procesos de producción de manera eficiente y
coordinada.
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3. Importancia de las Células Robotizadas
Importancia de la Automatización en la Industria Manufacturera:
La automatización, a través de células robotizadas industriales, desempeña
un papel crucial en la modernización y mejora de la competitividad en la
industria manufacturera. Permite aumentar la eficiencia, mejorar la calidad del
producto, reducir los costos laborales y aumentar la seguridad en el lugar de
trabajo. Además, ayuda a enfrentar desafíos como la demanda fluctuante del
mercado y la necesidad de producción ágil y personalizada.
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4. Definición: Sistemas, Células y Líneas
Sistema robot (ISO 8373: 2012 / 2.14)
Sistema que comprende al robot, al efector de extremo y cualquier maquinaria,
equipo, dispositivo o sensor que apoye al robot que realiza su tarea.
Sistema de robot industrial (ISO 8373: 2012 / 2.15)
Sistema compuesto por un robot industrial, el efector (es) final (es) y cualquier
maquinaria, equipo, dispositivos, ejes auxiliares externos o sensores que apoyen al
robot que realiza su tarea.
Célula robot industrial (ISO 8373: 2012 / 2.23)
Uno o más sistemas de robots industriales, incluyendo maquinaria y equipos
asociados y el espacio protegido con medidas de protección.
Línea de robot industrial (ISO 8373: 2012 / 2.24)
Más de una célula de robot industrial que realiza las mismas o diferentes funciones
y equipos asociados, en espacios protegidos individuales o acoplados.
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5. Diseño e Implementación de una
Célula Robotizada
Una guía general sobre cómo hacerlo:
1. Identificar la necesidad o problema:
- Analizar los procesos de fabricación actuales e identificar áreas donde la
automatización con células robotizadas, podrían mejorar la eficiencia, calidad o
seguridad.
2. Definir los objetivos de la automatización con robots:
- Definir claramente los objetivos que se desea lograr con la célula robotizada, como
aumentar la producción, reducir los costos laborales o mejorar la calidad del producto.
3. Selección de tecnología y componentes:
- Investigar y seleccionar los robots, efectores finales, máquinas y equipos
necesarios para llevar a cabo las tareas específicas dentro de la célula.
- Considerar la integración de sensores y sistemas de visión para mejorar la
capacidad de percepción y control del sistema.
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6. Componentes de la Célula robotizada
Componentes activos:
Son aquellos que realizan acciones físicas o recopilan información en tiempo real:.
Robot (s), Máquinas herramientas CNC, bandas de trasporte, alimentadores,
sensores, dispositivos de control (PLC), otras máquinas para manufactura, etc.
Componentes pasivos:
Son elementos secundarios de la célula que contribuyen a la automatización,
normalmente estáticos y que sirven para soporte, estabilidad o seguridad en el
proceso productivo.
• Mesas de trabajo: elementos estáticos sobre las que realiza una tarea.
• Almacenes y estantes: componentes estáticos para almacenaje de materia prima
y/o procesada.
• Dispositivos de sujeción y fijación: elementos estáticos que sostienen las piezas
de trabajo o herramientas en su lugar durante la producción: mordazas,
plataformas de sujeción, abrazaderas, soportes y adaptadores, etc.
• Estructuras de seguridad: Su función principal es prevenir accidentes y lesiones
durante la operación de la célula robotizada. Estos componentes incluyen barreras
físicas, cercas de seguridad y sensores de proximidad diseñados para garantizar la
seguridad de los trabajadores y proteger los equipos y el entorno de trabajo.
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7. Diseño e Implementación de una
Célula Robotizada
4. Diseño del layout:
El layout de una célula robotizada se refiere a la disposición física de los diferentes
componentes dentro del espacio designado, y su diseño juega un papel crucial en la
eficiencia, la seguridad y la flexibilidad del proceso de fabricación.
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- Diseñar el layout de la célula teniendo
en cuenta la disposición óptima de los
equipos y la ergonomía para los
operadores.
- Asegurarse de incluir las áreas de
seguridad necesarias para proteger a los
trabajadores y los equipos.

8. Diseño e Implementación de una
Célula Robotizada
4. Diseño del layout: Disposición del robot en la célula de trabajo
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Robot en el centro de la célula
– Máximo aprovechamiento del campo de
acción
– Robots: articulares, SCARA y cilíndricos
– Aplicaciones: carga/descarga, soldadura,
paletización, ensamblado
Robot en línea
– Trabajo sobre líneas de transporte
– Transporte intermitente o continuo
– Aplicaciones: líneas de soldadura de
automóviles

9. Diseño e Implementación de una
Célula Robotizada
4. Diseño del layout: Montaje del robot en la célula
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Robot móvil
– Desplazamiento lineal del robot sobre una
vía
– Aplicaciones: trabajo sobre piezas
móviles, elevado
campo de acción, carga/descarga de varias
máquinas.
Robot suspendido
– Intrínseca de robots tipo pórtico. También en articulares.
– Mejor aprovechamiento del área de trabajo.
– Aplicaciones: proyección de material, aplicación de
adhesivos, corte, soldadura al arco.

10. Diseño e Implementación de una
Célula Robotizada
5. Diseño e Integración de Subsistemas:
Integrar las tecnologías y los componentes seleccionados y dispuestos en el área de
trabajo mediante el diseño de los siguientes subsistemas:
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- Sistema de Control
- Sistema de Comunicaciones
- Alimentación Eléctrica y protecciones
- Instrumentación y sensores
- HMI
- Integración al SCADA
- Sistema de Seguridad
- Etc.

11. Diseño e Implementación de una
Célula Robotizada
6. Implementación
6.1 Montaje del robot y otros componentes
- Montar el robot y todos los componentes en el área de trabajo.
- Alambrar y conectar según el diseño
- Instalar los elementos de protección y seguridad de la célula robotizada.
6.2 Programación y configuración:
- Programar los robots y configurar los dispositivos de control para que realicen las
tareas específicas requeridas.
- Asegurar que los sistemas de control estén integrados correctamente y puedan
comunicarse entre sí de manera efectiva.
6.3. Pruebas y validación:
- Realizar pruebas exhaustivas para asegurar que la célula funcione según lo
esperado y cumpla con los requisitos de producción y calidad.
- Realizar ajustes y refinamientos según sea necesario para optimizar el rendimiento
del sistema.
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12. Diseño e Implementación de una
Célula Robotizada
7. Entrenamiento del personal:
- Proporcionar capacitación adecuada al personal que operará y mantendrá la célula
robotizada.
- Asegurar que los operadores comprendan cómo interactuar de manera segura y
efectiva con los robots y otros equipos dentro de la célula.
8. Puesta en marcha:
- Integrar la célula robotizada en la línea de producción principal de manera
planificada y coordinada.
- Supervisar la puesta en marcha inicial y resolver cualquier problema que pueda
surgir durante este proceso.
9. Seguimiento y optimización:
- Realizar un seguimiento del rendimiento de la célula robotizada y recopila datos
sobre la producción, la calidad y otros indicadores clave.
- Utilizar esta información para identificar áreas de mejora y realizar ajustes en el
diseño o la configuración de la célula según sea necesario.
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13. Diseño e Implementación de una
Célula Robotizada
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Al seguir estos pasos y trabajar de manera colaborativa con
expertos en robótica y fabricación, se puede diseñar e implementar
una célula robotizada que mejore significativamente la eficiencia y
la competitividad del proceso de producción.

14. Seguridad en Instalaciones Robotizadas
Para garantizar la seguridad en instalaciones robotizadas, es fundamental seguir las
normativas y criterios técnicos internacionales establecidos para este fin. Algunas de
las normativas y estándares más importantes incluyen:
1. ISO 10218: Esta norma internacional establece los requisitos de seguridad para los
robots industriales. La ISO 10218 se divide en dos partes: ISO 10218-1, que cubre los
aspectos generales de seguridad para robots industriales, y ISO 10218-2, que se
centra en los requisitos específicos para los robots colaborativos.
2. ISO/TS 15066: Esta especificación técnica proporciona directrices sobre la
colaboración segura entre humanos y robots. Cubre aspectos como la evaluación de
riesgos, los límites de fuerza y los requisitos para dispositivos de seguridad
adicionales.
3. ANSI/RIA R15.06: Este estándar estadounidense establece los requisitos de
seguridad para robots industriales y sistemas robóticos. Proporciona pautas
detalladas sobre la integración segura de robots en entornos de trabajo.
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15. Seguridad en Instalaciones Robotizadas
4. EN ISO 13849-1: Esta norma europea establece los principios para el diseño y la
validación de sistemas de control de seguridad. Es relevante para la selección y
configuración de dispositivos de seguridad, como cortinas de luz, barreras de
seguridad y dispositivos de parada de emergencia.
5. NFPA 79: Esta normativa de seguridad eléctrica se aplica a maquinaria industrial,
incluidos los sistemas robóticos. Proporciona requisitos específicos para el diseño
eléctrico y la protección contra riesgos eléctricos en equipos industriales.
6. Directiva de Máquinas de la UE (2006/42/CE): Esta directiva establece requisitos de
seguridad para maquinaria industrial, incluidos los sistemas robóticos. Exige que los
fabricantes realicen una evaluación de riesgos completa y proporcionen medidas de
seguridad adecuadas en el diseño y la fabricación de equipos.
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16. Medias de seguridad en la fase de Diseño
Algunas medidas de seguridad importantes que se deben considerar en la fase de
diseño de una célula robotizada:
1. Evaluación de riesgos: Realizar una evaluación exhaustiva de los riesgos asociados
con la operación de la célula robotizada, identificando posibles peligros para los
operadores, otros trabajadores y el equipo.
2. Diseño ergonómico: Diseñar la disposición de la célula y los controles de manera
que sean ergonómicos para los operadores, minimizando la fatiga y el estrés y
facilitando una interacción segura con los equipos.
3. Zonas de seguridad: Establecer zonas de seguridad claramente definidas alrededor
de los robots y las máquinas para evitar el acceso no autorizado y proteger a los
operadores de los movimientos peligrosos del equipo.
4. Dispositivos de protección: Incorporar dispositivos de protección, como cortinas de
luz, barreras físicas y sensores de proximidad, para detectar la presencia de personas
y detener o ralentizar el funcionamiento de los equipos en caso de peligro.
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17. Medias de seguridad en la fase de Diseño
5. Dispositivos de parada de emergencia: Instalar dispositivos de parada de
emergencia fácilmente accesibles en caso de una situación de riesgo inminente que
requiera una detención rápida de la operación.
6. Limitación de velocidad y fuerza: Programar los robots y las máquinas para que
operen dentro de límites de velocidad y fuerza seguros, reduciendo el riesgo de
lesiones en caso de colisión con objetos o personas.
7. Protección contra caídas de objetos: Implementar medidas para prevenir la caída
de objetos pesados o herramientas desde alturas elevadas, como rejillas de
seguridad, bandejas de protección y sistemas de retención.
8. Formación del personal: Proporcionar formación adecuada a los operadores y otros
trabajadores sobre los riesgos y procedimientos de seguridad asociados con la
operación de la célula robotizada.
Al integrar estas medidas de seguridad en el diseño de la célula robotizada, se puede
minimizar el riesgo de accidentes y lesiones en el lugar de trabajo, creando un entorno
de trabajo más seguro para todos los involucrados.
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18. Medias de seguridad en la fase de Diseño
5. Dispositivos de parada de emergencia: Instalar dispositivos de parada de
emergencia fácilmente accesibles en caso de una situación de riesgo inminente que
requiera una detención rápida de la operación.
6. Limitación de velocidad y fuerza: Programar los robots y las máquinas para que
operen dentro de límites de velocidad y fuerza seguros, reduciendo el riesgo de
lesiones en caso de colisión con objetos o personas.
7. Protección contra caídas de objetos: Implementar medidas para prevenir la caída
de objetos pesados o herramientas desde alturas elevadas, como rejillas de
seguridad, bandejas de protección y sistemas de retención.
8. Formación del personal: Proporcionar formación adecuada a los operadores y otros
trabajadores sobre los riesgos y procedimientos de seguridad asociados con la
operación de la célula robotizada.
Al integrar estas medidas de seguridad en el diseño de la célula robotizada, se puede
minimizar el riesgo de accidentes y lesiones en el lugar de trabajo, creando un entorno
de trabajo más seguro para todos los involucrados.
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19. Seguridad en Instalaciones Robotizadas
Es esencial consultar y cumplir con las normativas y
estándares aplicables durante el diseño, la instalación y la
operación de instalaciones robotizadas para garantizar un
entorno de trabajo seguro para los operadores y otros
trabajadores.
Además, realizar evaluaciones de riesgos específicas para
cada instalación y seguir las mejores prácticas de
seguridad en la integración de sistemas robóticos también
contribuirá a mejorar la seguridad en el lugar de trabajo.
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20. Lean Robotics
Lean Robotics es una metodología que combina los principios
de Lean Manufacturing con la tecnología robótica para optimizar
la implementación y el rendimiento de sistemas robóticos en
entornos de fabricación, con el objetivo de mejorar la eficiencia,
la flexibilidad y la competitividad de las empresas.
Al igual que Lean Manufacturing, que se centra en eliminar
desperdicios y maximizar el valor para el cliente. Lean Robotics
busca minimizar el tiempo y los recursos necesarios para
implementar y mantener sistemas robóticos, al tiempo que
maximiza la flexibilidad y la eficiencia.
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21. Lean Robotics
Algunos aspectos clave de Lean Robotics incluyen:
1. **Simplicidad:** Simplificar el diseño y la programación de robots para reducir la
complejidad y facilitar la implementación.
2. **Flexibilidad:** Diseñar sistemas robóticos que puedan adaptarse fácilmente a
cambios en los productos o procesos de fabricación.
3. **Rápida implementación:** Utilizar herramientas y metodologías que permitan una
rápida instalación y puesta en marcha de los sistemas robóticos.
4. **Mantenimiento eficiente:** Diseñar sistemas robóticos que sean fáciles de
mantener y que requieran un mínimo tiempo de inactividad para reparaciones o
ajustes.
5. **Colaboración hombre-máquina:** Integrar robots de manera segura y efectiva en
entornos de trabajo donde los humanos y los robots trabajan juntos.
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22. Fases de Lean Robotics
Las fases de trabajo propuestas por Lean Robotics guían el proceso de
implementación de robots de manera eficiente y efectiva, siguiendo los principios de
Lean Manufacturing para maximizar el valor y minimizar el desperdicio en la
automatización de procesos. Las fases de trabajo propuestas son:
1. Evaluación y Planificación:
- Identificación de áreas de oportunidad para la implementación de robots.
- Definición de objetivos y métricas de éxito.
- Evaluación de los procesos existentes y los posibles beneficios de la
automatización.
2. Selección y Diseño:
- Selección de la tecnología robótica adecuada para cumplir con los objetivos
definidos.
- Diseño de la célula robotizada, teniendo en cuenta la eficiencia, la flexibilidad y la
seguridad.
- Evaluación de opciones de integración, incluyendo la reutilización de equipos
existentes y la selección de nuevos componentes.
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23. Fases de Lean Robotics
3. Implementación:
- Adquisición de equipos y herramientas necesarias.
- Integración de robots y equipos en la línea de producción.
- Programación y configuración de sistemas para optimizar la operación de la célula
robotizada.
4. Puesta en Marcha y Optimización:
- Pruebas y validación de la célula robotizada para garantizar su funcionamiento
correcto.
- Optimización de los procesos y ajustes según sea necesario para mejorar la
eficiencia y la calidad.
- Capacitación del personal en la operación y mantenimiento de la célula robotizada.
5. Seguimiento y Mejora Continua:
- Monitoreo del rendimiento de la célula robotizada utilizando métricas definidas
previamente.
- Identificación de áreas de mejora y oportunidades de optimización.
- Implementación de cambios y actualizaciones para mantener la competitividad y
adaptarse a las necesidades cambiantes del mercado.
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24. Lean Robotics
Estas fases de trabajo guían el proceso de implementación de robots de manera
eficiente y efectiva, siguiendo los principios de Lean Manufacturing para maximizar el
valor y minimizar el desperdicio en la automatización de procesos.
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25. 25

26. Las celdas robotizadas son sistemas automatizados diseñados para llevar a
cabo tareas específicas en entornos de fabricación, utilizando robots,
máquinas y otros equipos coordinados para optimizar la producción. Su
importancia radica en mejorar la eficiencia, la calidad y la seguridad en el
proceso de fabricación, lo que puede conducir a una mayor competitividad y
rentabilidad para las empresas.
El diseño de celdas robotizadas debe considerar cuidadosamente aspectos
como la disposición del equipo, la ergonomía, la seguridad y la flexibilidad
para adaptarse a cambios en los productos o procesos de fabricación. La
implementación exitosa de una célula robotizada requiere una planificación
meticulosa, incluida la selección y configuración adecuadas de equipos, la
programación y prueba rigurosas, así como la capacitación del personal
para operar y mantener la célula de manera segura y eficiente.
En conjunto, las celdas robotizadas representan una herramienta poderosa
para mejorar la productividad y la competitividad en la fabricación moderna,
y su diseño e implementación efectivos son clave para aprovechar al
máximo su potencial.
Resumen
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27. La seguridad en instalaciones robotizadas es de vital importancia
para proteger la integridad de los trabajadores, garantizar la
continuidad de la producción y cumplir con las regulaciones y
normativas aplicables.
La implementación de medidas de seguridad adecuadas desde la
fase de diseño hasta la operación diaria es fundamental para
minimizar los riesgos y prevenir accidentes en entornos donde
humanos y robots trabajan en conjunto. Esto implica una evaluación
exhaustiva de riesgos, el diseño ergonómico y seguro de la célula
robotizada, la incorporación de dispositivos de protección y la
capacitación adecuada del personal. Al priorizar la seguridad en
todas las etapas, las instalaciones robotizadas pueden operar de
manera eficiente y efectiva mientras se protege la salud y el bienestar
de todos los involucrados.
Resumen
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