miércoles, 6 de octubre de 2010

Robotica en la industria automotriz

La industria del automovilismo ha perfeccionado sus métodos tecnológicos para crear modelos de autos mucho más “familiares” y a la vez llenos de estilo. La robótica automotriz es uno de esos campos en donde precisamente las máquinas han evolucionado a la par de las exigencias mecánicas, y por esa razón hay una gran cantidad de estos aparatos en las plantas japonesas de producción industrial. La robótica automotriz empezó a desarrollarse sobre todo con la concepción de los modelos más grandes de camionetas y station wagons, que empezaron a hacer furor a principios de la decada de los 90 en Estados Unidos cuando el tremendo desarrollo económico le permitía a esta nación adquirir una enorme cantidad de autos de lujo.  Ahora, cuando las sofisticación ha alcanzado un grado de perfeccionamiento en los detalles, los robots automotrices han ampliado su capacidad de opciones con tan sólo unas cuantas modificaciones a sus entornos principales de manejo.

Myon, un robot humanoide.

El desarrollo del brazo artificial multiarticulado.

Clasificación de los robots/Según su arquitectura

Según su arquitectura:

La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: Poliarticulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos.
  • 1. Poliarticulados
En este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
  • 2. Móviles
Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
  • 3. Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.
  • 4. Zoomórficos
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
  • 5. Híbridos
Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los Robots industriales. En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots personales.

Clasificación de los robots/Según su cronología



Según su cronología:

La que a continuación se presenta es la clasificación más común:
  • 1ª Generación.
Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
  • 2ª Generación.
Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.
  • 3ª Generación.
Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.
  • 4ª Generación.
Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.

Aplicaciones en la Industria

ž  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.
ž  A continuación se analizan algunas de las aplicaciones industriales de los robots:
ž  Soldadura
ž  Procesado
ž  Corte
ž  Montaje

Clasificación de los Robots Industriales




ž  Los robots industriales se clasifican en:



Ø  Manipuladores
Ø  Robots de repetición y aprendizaje.
Ø  Robots con control por computadora.
Ø  Robots inteligentes.
Manipuladores
ž  Son sistemas mecánicos multifuncionales, con un sencillo sistema de control, que permite gobernar el movimiento de sus elementos, de los siguientes modos:
  1. Manual: Cuando el operador controla directamente la tarea del manipulador.
  2. De secuencia fija: cuando se repite, de forma invariable, el proceso de trabajo preparado previamente.
  3. De secuencia variable: Se pueden alterar algunas características de los ciclos de trabajo.

Robots de repetición o aprendizaje
ž  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.
Robots con control por computadora
ž  Son manipuladores o sistemas mecánicos multifuncionales, controlados por una computadora, que habitualmente suele ser un microordenador.
ž  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.

Robots inteligentes
ž  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).
ž  De momento, son muy poco conocidos en el mercado y se encuentran en fase experimental.

Procedencia de los Robot

  • Los robots industriales tienen sus antecedentes en los manipuladores para el manejo de los materiales radioactivos de los años 50´s por los laboratorios Argonne de Norteamérica.

  • En 1975, la reducción de costos debido a la miniaturización de loa microprocesadores y otros componentes electrónicos, causo un alza en la producción y aplicación de robots, principalmente en la industria automotriz.

Robots Industriales

  •  Según el Stanford Research Institute, un robot industrial es una maquina programable para que funcione automaticamente, para recoger y posicionar objetos o realizar funciones de trabajo similares a las que realiza el hombre.

  • La maquina esta formada por una estructura mecánica, un acondicionamiento eléctrico, hidráulico o neumático y una unidad de memoria para repetir indefinidamente la funciones para las que ha sido programado.

Los Robot

Un robot es una entidad virtual o mecánica artificial. En la práctica, esto es por lo general un sistema electromecánico que, por su apariencia o sus movimientos, ofrece la sensación de tener un propósito propio. La palabra robot puede referirse tanto a mecanismos físicos como a sistemas virtuales.