La Robotica

QUE ES LA ROBOTICA 

La robótica es un término que ya no es ajeno a nuestro vocabulario cotidiano; al contrario, se ha vuelto tan común que cada vez atrae a mucho más jóvenes. Ha sido tan relevante la robótica en la sociedad, que ya hasta los niños de preescolar la conocen y empiezan a trabajar en relación a la manipulación de robots. Sin embargo, cuando se les pregunta a las personas ¿Qué es la robótica?, hay confusiones para definirla. En la mayoría de las respuestas, describen que es lo relacionado con máquinas que tienen características del ser humano y hacen referencia a robots que conocen de la ciencia ficción y de la industria cinematográfica. La robótica como la conocemos hoy en día, tiene sus orígenes hace miles de años. Sin embargo, hechos registrados a través de la historia, nos indican que en la antigüedad los robots eran conocidos con el nombre de autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es más, la palabra robot surgió mucho tiempo después del origen de los autómatas. 

  

ANTECEDENTES 

El concepto de máquinas automatizadas se remota a la antigüedad, con mitos de seres mecánicos vivientes. Los autómatas, o máquinas semejantes a personas, ya aparecían en los relojes de las iglesias medievales, y los relojeros del siglo XVIII eran famosos por sus ingeniosas criaturas mecánicas. Algunos de los primeros robots empleaban mecanismos de realimentación para corregir errores, mecanismos que siguen empleándose actualmente. Un ejemplo de control por realimentación es un bebedero que emplea un flotador para determinar el nivel del agua. Cuando el agua cae por debajo de un nivel determinado, el flotador baja, abre la válvula y deja entrar más agua en el bebedero. Al subir el agua el flotador también sube, y al llegar a cierta altura se cierra la válvula y se corta el paso del agua. El primer auténtico controlador realimentado fue el regulador de Watt, inventado en 1788 por el ingeniero británico James Watt. Este dispositivo constaba de dos bolas metálicas unidas al eje motor de una máquina de vapor y conectadas con una válvula  que regulaba el flujo de vapor. A medida que aumentaba la velocidad de la máquina de vapor, las bolas se alejaban del eje debido a la fuerza centrífuga, con lo que cerraban la válvula. Esto hacía que disminuyera el flujo de vapor a la máquina y por tanto la velocidad. El control por realimentación, el desarrollo de herramientas especializadas y la división del trabajo en tareas más pequeñas que pudieran realizar obreros o máquinas fueron ingredientes esenciales en la automatización de las fábricas en el siglo XVIII. A medida que mejoraba la tecnología se desarrollaron máquinas especializadas para tareas como poner tapones a las botellas o verter caucho líquido en moldes para neumáticos. Sin embargo, ninguna de estas máquinas tenía la versatilidad del brazo humano, y no podían alcanzar objetos alejados y colocarlos en la posición deseada. El desarrollo del brazo artificial multiarticulado, o manipulador, llevó al moderno robot. El inventor estadounidense George Devol desarrolló en 1954 un brazo primitivo que se podía programar para realizar tareas específicas. En la década de 1970 los robots se difundieron en muchos otros sectores industriales, desde la industria mecánica a la electrónica, tanto así que ya se emplean en las más variadas tareas, sueldan y pintan automóviles, embalan materiales y objetos, alzan pesadas cargas, atornillan y desatornillan tuercas, sueldan circuitos. En 1975, el ingeniero mecánico estadounidense Victor Scheinman, cuando estudiaba la carrera en la Universidad de Stanford, en California, desarrolló un manipulador polivalente realmente flexible conocido como Brazo Manipulador Universal Programable (PUMA, siglas en inglés). El PUMA era capaz de mover un objeto y colocarlo en cualquier orientación en un lugar deseado que estuviera a su alcance. El concepto básico multiarticulado del PUMA es la base de la mayoría de los robots actuales. La investigación en este campo ha dado pasos de gigante en los últimos años, ya que se están trabajando en robots, para emplearlos en asistencia a minusválidos, en intervenciones de los primeros auxilios en lugares inaccesibles o en la eventualidad de catástrofes ambientales. Este último es el caso de la telerrobótica, sector de investigación nacido en los últimos años con el objeto de estudiar y desarrollar robots que puedan ser controlados a distancia. De todos modos, ya en 1979, en Estados Unidos, tras el accidente nuclear de Three Mile Island se utilizaron robots para retirar los desechos radiactivos.  

HISTORIA DE LA ROBOTICA

 1960: se introdujo el primer robot "Unimate'', basada en la transferencia de artículos.

 1961: Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una máquina de fundición de troquel.

1966: Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por pulverizacion

1971: El "Standford Arm'', un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se desarrolló en la Standford University.

1978: Se introdujo el robot PUMA para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors.

Actualmente, el concepto de robótica ha evolucionado hacia los sistemas móviles autónomos, que son aquellos que son capaces de desenvolverse por sí mismos en entornos desconocidos y parcialmente cambiantes sin necesidad de supervisión.

En los setenta, la NASA inicio un programa de cooperación con el Jet Propulsión Laboratory para desarrollar plataformas capaces de explorar terrenos hostiles.

  

CARACTERISTICAS

Existen diversos tipos de clasificaciones de robots y cada clasificación tiene diversas características, algunas de las características que comparten los robots son:

• Movimiento: Sistema de coordenadas en las que el robot se va a desplazar.
  • Cartesianas
  • Cilíndricas
  • Polares
• Energía: Un robot debe de tener una fuente de energía para poder convertirla en trabajo cada vez que efectúa algún movimiento.
• Grados de libertad: Se utilizan para conocer la posición de cada actuador y articulación del robot para que el efector final esté en la posición para realizar la tarea programada.
• Captación de la información: Se refiere a los sensores que van a darle al robot la información necesaria para que desempeñe la actividad para la que está diseñado.
• Autonomía: La forma en que un robot desempeña una actividad tiene complejidad. Si esta tiene algún dinamismo es mayor, es por esto que una de las ramas de la robótica muy importante es la de la inteligencia artificial (IA).

EXPECTATIVAS:

1. Los robots deberían ser capaces de operar de forma segura al lado de las personas.

Los fabricantes continúan necesitando robots convencionales con protecciones de seguridad para evitar que la gente ingrese al área de trabajo de los robots, especialmente cuando las aplicaciones piden alta velocidad o capacidad de carga útil. Sin embargo, en JIMTOF hubo muchos (si no más) robots colaborativos o “cobots” en exhibición.

Los cobots usan tecnología de detección para evitar lastimar a las personas en una misma área de trabajo. En algunos casos, los sensores se integran en el robot mismo para detener su movimiento cuando inesperadamente hace contacto con un objeto o una persona. Otra aplicación usa sensores para disminuir o parar el movimiento del robot, según sea la proximidad de una persona al área de trabajo.

Cuando los cobots eran nuevos en la escena de la automatización, los estándares ISO 10218 existentes sobre requerimientos de seguridad de robots industriales (publicada en 2011) no atendían adecuadamente su integración segura en unas instalaciones de manufactura. Esto motivó a la comunidad de automatización a desarrollar la especificación técnica ISO/TS 15066. Un aspecto importante de esto es que da guía a los integradores de robots y al personal de manufactura sobre cómo adelantar evaluaciones de riesgo preliminares más sofisticadas, tanto del cobot como del ambiente que compartirá con los humanos.

Otra señal de que el interés en el cobot está incrementando es el desarrollo de efectores finales diseñados específicamente para ellos. Un ejemplo en la exhibición fue la pinza Co-act de Schunk, la cual ofrece una cubierta suave y carece de esquinas agudas y puntos punzantes. La fuerza de agarre también es menor a 140 Newtons (según ISO/TS 15066) para evitar lesiones. 

2. Los robots deberían ser capaces de ser redesplegados a múltiples máquinas en una instalación.

Los talleres de trabajos o subcontratación que mecanizan una alta mezcla de partes en bajos volúmenes pueden beneficiarse de la carga robótica, así como pueden hacerlo las operaciones de alta producción. Las unidades de carga móviles y auto-contenidas con robots o sistemas de recolección de partes pueden facilitar esto. Una vez el trabajo se completa en una máquina, la unidad puede moverse fácilmente a otra con un gato de palets o un elevador. Unos niveladores alinean estas unidades con la máquina. Algunas unidades trabajan con varios controles de máquinas-herramienta y no requieren que el fabricante de máquinas-herramienta suministre una interfaz de robot especial. En cambio, un controlador lógico programable (PLC) es todo lo que se necesita para conectar la máquina y el cargador.

En JIMTOF, unos pocos fabricantes de máquinas-herramienta llevaron esto un paso más allá al integrar cobots con vehículos guiados automatizados (AGVs) que pueden moverse autónomamente de máquina a máquina. Los AGVs usan tecnología de detección para guiarlos con seguridad a través de una instalación sin golpear equipos o personas mientras se redespliegan a otro equipo.

3. Los robots deberían ser fáciles de integrar.

El ejemplo arriba describe cuán fácil puede ser integrar un robot con una máquina-herramienta. Sin embargo, estos casos se demostraron más claramente en los stands de fabricantes de máquinas-herramienta sin ningún robot en exhibición. El mensaje no es que los robots no sean importantes o valiosos, sino que la integración es tan fácil que los fabricantes de máquinas-herramienta no consideran que los robots sean una parte necesaria de un stand de una feria.

Dicho esto, algunas máquinas-herramienta tienen automatización robótica incorporada, de modo que un integrador no es necesario. Por ejemplo, Murata mostró unos tornos con plato de doble husillo y cargadores gantry integrados. De hecho, la compañía ahora ofrece cargadores gantry de fibra de carbono que se moverán hasta 50 por ciento más rápido que los cargadores estándar.