Fabricación Flexible y Robótica Industrial: Conceptos Clave y Criterios de Selección

Ventajas y Desventajas de la Fabricación Flexible frente a la Fabricación Manual

Ventajas:

• Mayor productividad en series medianas.
• Mayor calidad del producto.
• Evita trabajos peligrosos y pesados para los operarios.

Desventajas:

• En series cortas, la fabricación manual suele ser más rentable.

Fabricación Flexible vs. Fabricación Clásica (Tradicional)

Ventajas de la Fabricación Flexible:

• Fácil modificación del producto.
• Posibilidad de fabricar varios productos en la misma línea de producción.
• La integración de sistemas CIM (Computerized Integrated Manufacturing) facilita el cambio de producto.
• Ahorro en stock y costes de almacén.
• Mejor adaptabilidad a los cambios en la demanda, ya que las líneas no están diseñadas para un único producto.

Clasificación de los Robots Industriales por Generación

1. Primera Generación: Robots de tarea programada secuencialmente, sin tener en cuenta las alteraciones en el entorno.
2. Segunda Generación: Robots que adquieren información limitada del entorno y actúan teniéndola en cuenta. Pueden realizar tareas como localización, clasificación (mediante visión artificial) y detección de esfuerzos.
3. Tercera Generación: Robots programables con lenguaje natural y con capacidad de planificación automática de tareas.

Definiciones Clave en Robótica

• Robot: Manipulador reprogramable y multifuncional, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especializados mediante movimientos programados y variables que permiten llevar a cabo diversas tareas.
• Robótica Industrial: Disciplina relacionada con el diseño de robots, su control y sus aplicaciones en la industria.
• Robótica Avanzada: Ciencia que estudia robots con características especiales de autonomía, cuyas aplicaciones están concebidas para resolver problemas en entornos hostiles o realizar servicios.
• Cuerpo libre: Se necesitan 6 variables de estado para describir su posición y orientación: 3 para la traslación (x, y, z) y 3 para la orientación (ángulos de Euler).

Holonomía y Redundancia en Robótica

• Robot Holónomo: El número de grados de movilidad es igual al número de variables de estado.
• Robot Redundante: El número de grados de movilidad es mayor que el número de variables de estado.

Criterios de Selección de un Robot Industrial

Los criterios clave para la selección de un robot industrial incluyen:

• Carga máxima.
• Área de trabajo.
• Grados de movilidad (GDM).
• Resolución.
• Repetibilidad.
• Precisión.
• Capacidad del software.
• Velocidad y aceleración.
• Precio, mantenimiento y comunicación.

Conceptos de Cinemática Robótica

• Cinemática Directa: Determina la posición y orientación del extremo del robot con respecto a un sistema de coordenadas de referencia, conocidos los valores de las articulaciones y los parámetros geométricos de los elementos del robot.
• Cinemática Inversa: Determina la configuración de las articulaciones necesaria para alcanzar una posición y orientación deseadas del extremo del robot.
• Cinemática de Velocidades (Jacobiana): Obtiene las relaciones entre las velocidades de movimiento de las articulaciones y las velocidades del extremo del robot. Se divide en velocidad lineal y angular.