Ensayo introductorio a la Robótica en la Industria y su impacto en la producción.

1. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Desarrollo de Habilidades en el uso de la Tecnología,
la Información y la Comunicación
Tarea 4
La Robótica en la Industria
Felipe Fonseca Navarro
Docente: Yadira Navarro Rangel

2. Introducción
A continuación, se presentará una investigación detallada de la robótica que existe
en el mundo y sus diferentes aplicaciones, el ser humano ha creado estas máquinas
para el beneficio de la humanidad, principalmente para distintas áreas de la
ingeniería y para satisfacer necesidades en el sector industrial, ya sea cualesquiera
sea el proceso en el que este se utilice.
Objetivo
Dar a conocer de una forma sencilla que es un robot industrial, cuáles son sus
características y sus aplicaciones en la industria.
Marco teórico
¿Qué es un robot industrial y para qué sirve?
Un robot industrial es una maquina reprogramable capaz de manipular objetos y
utilizar herramientas especiales, según las especificaciones de la tarea a realizar.
¿Qué aplicaciones pueden darle uso?
Principalmente en el sector industrial, este puede ser en procesos de manufacturas,
automatización, y ensamblado.
La robótica industrial
Según la definición de la Asociación de Industrias de Robótica, “Un robot industrial
es un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas,
herramientas, o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas
para realizar tareas diversas.” En dicha diversidad radica lo increíble: ¿cuántas
aplicaciones no podrían dársele a un robot?
Específicamente en el ramo industrial, la robótica puede aplicarse en: trabajos en
fundición, soldadura, aplicación de materiales, sellantes y adhesivos, alimentación
de máquinas, procesado, corte, montaje, paletización y control de calidad, entre
otros tantos. Su éxito en esos trabajos se debe principalmente a una serie de
ventajas que la hacen la opción perfecta en la industria. En nuestros días la
necesidad y demanda de productos es bastante grande, por lo que una empresa la
cual no cuente con robots que hagan más sencillos y rápidos los procesos
industriales, tendría serios problemas para satisfacer la gran demanda de insumos
en el mercado.

3. Características de los robots industriales:
Grado de libertad, Son las coordenadas independientes necesarias para saber el
estado mecánico de posición y orientación del robot. Cada eje con su eslabón tiene
un grado de libertad diferente del resto de los ejes. Al igual que la tierra los ejes
tienen un movimiento de rotación y otro de traslación.
El espacio o área de trabajo de un robot, es el área que está determinado por el
conjunto de puntos a los que se puede llegar con el terminal o garra. En robótica
industrial es la distancia máxima a la que es capaz de trabajar con efectividad.
La capacidadde carga es sencillamente la cantidad de kilogramos, incluida la garra,
que un robot industrial puede mover.
Los actuadores son los elementos que logran transformar la energía hidráulica,
eléctrica o neumática en energía mecánica. Los actuadores funcionan a través de
sistemas de trasmisión, de control, reductores y de accionamiento.
La velocidad, se mide en ciclos completos por minuto con el robot cargado. Es decir
cuántas veces es capaz de realizar su trabajo por minuto. Esta característica es de
vital importancia cuando se trata de fábricas con altos volúmenes de producción.
Otro aspecto a tener en cuenta es el momento inercia que es la resistencia que
opone un cuerpo en rotación al cambio de su velocidad. Es decir aunque un robot
industrial pueda desarrollar una velocidad dada, cuando esta en movimiento y en
función del peso de la carga, la velocidad estará limitada por los giros necesarios
para la ubicación de la carga.
La programabilidad, se refiere a la capacidad de los robots industriales de ser
programables en sus diferentes lenguajes, para sacar el máximo provecho de todas
las funcionalidades que nos brindan ya que esta posibilidad nos facilita el
entendimiento con otros robots o con la maquinaria de la fábrica para poder
coordinar todas las funciones y operaciones necesarias para el buen
funcionamiento de la planta de producción. Es por esto que debemos prestar
especial atención a los lenguajes utilizados en nuestra fabrica y verificar que son
compatibles con el robot elegido, o en caso contrario tendremos un conflicto entre
las maquinas. Lo ideal es tener el mismo lenguaje en todo el proceso para asegurar
que las señales serán interpretadas sin margen de error.
La precisión de movimientos dependerá de tres factores de la resolución espacial,
la exactitud y la repetibilidad. La resolución espacial es el incremento más pequeño
de movimiento que puede ejecutar un robot. La exactitud es la capacidad de un
robot para ubicar su muñeca en un punto localizado dentro de su área de trabajo.
La exactitud mejora cuanto más cercano está el brazo de la base del robot.
Lógicamente a mayor distancia, mayor error de precisión. Otro elemento que afecta
a la exactitud es el peso, las cargas pesadas disminuyen la precisión.

4. Clasificación de robots industriales
Manipuladores
Son sistemas mecánicos multifuncionales, con un sencillo sistema de control, que
permite gobernar el movimiento de sus elementos, de los siguientes modos:
Manual: Cuando el operario controla directamente la tarea del manipulador. De
secuencia fija: cuando se repite, de forma invariable, el proceso de trabajo
preparado previamente. De secuencia variable: Se pueden alterar algunas
características de los ciclos de trabajo. Existen muchas operaciones básicas que
pueden ser realizadas óptimamente mediante manipuladores, por lo que se debe
considerar seriamente el empleo de estos dispositivos, cuando las funciones de
trabajo sean sencillas y repetitivas.
Robots de repetición o aprendizaje
Son manipuladores que se limitan a repetir una secuencia de movimientos,
previamente ejecutada por un operador humano, haciendo uso de un controlador
manual o un dispositivo auxiliar. En este tipo de robots, el operario en la fase de
enseñanza, se vale de una pistola de programación con diversos pulsadores o
teclas, o bien, de joysticks, o bien utiliza un maniquí, o a veces, desplaza
directamente la mano del robot. Los robots de aprendizaje son los mas conocidos,
hoy día, en los ambientes industriales y el tipo de programación que incorporan,
recibe el nombre de "gestual".
Robots con control por computador
Son manipuladores o sistemas mecánicos multifuncionales, controlados por un
computador, que habitualmente suele ser un micrordenador este tipo de robots, el
programador no necesita mover realmente el elemento de la máquina, cuando la
prepara para realizar un trabajo. El control por computador dispone de un lenguaje
especifico, compuesto por varias instrucciones adaptadas al robot, con las que se
puede confeccionar un programa de aplicación utilizando solo el terminal del
computador, no el brazo. A esta programación se le denomina textual y se crea sin
la intervención del manipulador.
Las grandes ventajas que ofrecen este tipo de robots, hacen que se vayan
imponiendo en el mercado rápidamente, lo que exige la preparación urgente de
personal cualificado, capaz de desarrollar programas similares a los de tipo
informático.

5. Robots inteligentes
Son similares a los del grupo anterior, pero, además, son capaces de relacionarse
con el mundo que les rodea a través de sensores y tomar decisiones en tiempo real
(auto programable). De momento, son muy poco conocidos en el mercado y se
encuentran en fase experimental, en la que se esfuerzan los grupos investigadores
por potenciarles y hacerles más efectivos, al mismo tiempo que más asequibles.
La visión artificial, el sonido de máquina y la inteligencia artificial, son las ciencias
que más están estudiando para su aplicación en los robots inteligentes.
Micro-robots
Con fines educacionales, de entretenimiento o investigación, existen numerosos
robots de formación o micro-robots a un precio muy asequible y, cuya estructura y
funcionamiento son similares a los de aplicación industrial.
Aplicaciones Industriales
La implantación de un robot industrial en un determinado proceso exige un detallado
estudio previo del proceso en cuestión, examinando las ventajas e inconvenientes
que conlleva la introducción del robot. Será preciso siempre estar dispuesto a
admitir cambios en el desarrollo del proceso primitivo (modificaciones en el diseño
de piezas, sustitución de unos sistemas por otros, etc.) que faciliten y hagan viable
la aplicación del robot.
• Trabajos en fundición
• Soldadura
• Aplicación de materiales
• Aplicación de sellantes y adhesivos
• Alimentación de máquinas
• Procesado
• Corte
• Montaje
• Paletización
• Control de calidad
Ventajas de la automatización
Repetición permanente
En los procesos ya depurados, este se repite continuamente sin alteraciones ni
fallos, lo que permite producir de forma ininterrumpida con una disponibilidad 24 h.

6. Esta ventaja es especialmente interesante en empresas con una marcada
estacionalidad en la producción, que presenta incrementos muy marcados.
Niveles de calidad óptimos
La automatización permite ejecutar los procesos con un nivel de precisión mucho
más elevado que en un proceso manual. Las medidas, pesos o mezclas se calculan
con la mínima unidad. Además, no se producen tiempos muertos ni interrupciones
por errores o cambios en el proceso.
Ahorro de costes y tiempo de producción
Una vez automatizado un proceso, se necesita menos personal de base en la
cadena de producción. Por otra parte, la automatización aumenta la eficiencia
energética y de uso de materias primas. Así, se reducen los costes asociados a
suministros y stock.
Dada la eficiencia y precisión del proceso automatizado, se reduce
significativamente el tiempo de producción.
Seguridad del personal
Se incrementa la seguridad del personal, especialmente en procesos que incluyen
grandes pesos, temperaturas elevadas o entornos peligrosos (con productos
químicos nocivos, radioactivos…).
Producción más flexible
La automatización permite adaptar el producto a las características y requerimientos
específicos de cada empresa. Además, permite realizar tareas imposibles de llevar
a cabo de forma manual.
Mejora del flujo de datos
Se produce una mejor integración en las redes de comunicación de datos, lo que
permite reducir el tiempo de reacción ante cambios o alteraciones en la producción,
así como tomar decisiones más precisas.
Ventaja competitiva
Todo lo expuesto aumenta la competitividad en el mercado, ya que se puede dar
una mejor respuesta a las necesidades de este, ofrecer productos de mejor calidad
en menor tiempo, reaccionar de forma más rápida y flexible a los cambios
Desventajas de la automatización
Personal especializado
El personal necesario para gestionar procesos automatizados es más
especializado, por lo que puede ser más difícil de encontrar y más caro de contratar.

7. Coste de la inversión
Para algunas empresas, el coste inicial de la inversión puede percibirse como
elevado, si no tienen en cuenta el ROI.
Dependencia tecnológica
En función del proveedor escogido, y dada la elevada especialización de alguna
maquinaria, la empresa puede verse ligada por contratos de mantenimiento o
necesidades de desarrollo específicas.
Obsolescencia tecnológica
En cualquier tipo de industria existe el riesgo de obsolescencia, por lo que el
proyecto inicial debe tener en cuenta la amortización de la inversión y el ROI, entre
otros factores.
Conclusión
La robótica es algo que ha venido avanzando con respecto de los años y que se ha
ido implementando más en la vida del ser humano, no tardará mucho para llegar a
ser una necesidad más que una herramienta, pues últimamente su presencia a sido
esencial para el desarrollo óptimo de las empresas e industrias.
El desarrollo de la robótica aún tiene mucho que darnos, pues en un futuro podría
asegurarnos mayor precisión en una intervención quirúrgica o ahorrarnos el trabajo
en la casa, ya que un robot es capaz de hacer tanto tareas simples como complejas
y todo esto se sigue desarrollando día a día. Puede aclararse entonces, que la
robótica se trata de un área de la ciencia muy prometedora, la cual nos trae muchas
novedades y sorpresas a futuro, es cosa de esperar y seguirse culturizando
respecto al tema.
Se considera que el objetivo del ensayo se cumplió, ya que se detalla de manera
sencilla y clara acerca de la robótica industrial.
Bibliografía
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