Fundamentos de la Robótica Industrial: Tipos, Seguridad y Aplicaciones

¿Qué es un Robot Industrial?

Un robot industrial se define como un manipulador automático servocontrolado, reprogramable y polivalente, capaz de posicionar y orientar piezas, útiles o dispositivos especiales, siguiendo trayectorias variables y reprogramables para la ejecución de tareas variadas. Generalmente, adopta la forma de uno o varios brazos que terminan en una muñeca. Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y, en ocasiones, sistemas de percepción del entorno. Su uso habitual es la realización de tareas de manera cíclica, con la capacidad de adaptarse a otras funciones sin necesidad de cambios permanentes en su estructura material.

Clasificación de los Robots Industriales

Los robots pueden clasificarse según diversos criterios, como su arquitectura o su aplicación. Una de las clasificaciones más comunes para los robots industriales se basa en su sistema de coordenadas o tipo de movimiento. Los principales tipos son:

• Robots cartesianos: Se mueven en tres ejes lineales (X, Y, Z), ideales para tareas de pick and place.
• Robots SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm): Rápidos y precisos en un plano horizontal, utilizados comúnmente en ensamblaje.
• Robots de eje (Axis Robots): También conocidos como robots angulares o articulados, imitan el brazo humano y ofrecen una gran flexibilidad.
• Robots redundantes: Poseen más grados de libertad de los necesarios para una tarea, lo que les permite sortear obstáculos.
• Robots de dos brazos (Dual Arm): Diseñados para tareas complejas que requieren la coordinación de dos manipuladores, como el modelo YuMi.

Seguridad en Células Robotizadas: Riesgos para el Operario

La interacción entre operarios y robots en un proceso productivo conlleva riesgos significativos que deben ser gestionados adecuadamente. Los principales peligros son:

Peligros Eléctricos

El trabajo con tensiones elevadas es potencialmente letal. Las personas sometidas a altas tensiones pueden sufrir paros cardíacos, quemaduras u otras lesiones graves. Es fundamental eliminar cualquier peligro eléctrico antes de realizar cualquier intervención.

Peligros por Movimientos a Alta Velocidad

Cualquier manipulador en movimiento es una máquina potencialmente letal. Durante su funcionamiento, el robot puede realizar movimientos inesperados y, en ocasiones, aparentemente irracionales. Todos los movimientos se ejecutan con una fuerza extraordinaria que puede causar lesiones graves al personal o daños en los equipos cercanos al área de trabajo.

Peligros por Cargas Elevadas o Liberación de Frenos

El sistema de brazos del robot tiene un peso considerable, especialmente en los modelos de mayor tamaño. Existe un grave peligro si los frenos de retención están desconectados, averiados, desgastados o no funcionan correctamente. Por ejemplo, la caída del sistema de brazos de un robot de gran tamaño puede causar la muerte o lesiones graves a una persona que se encuentre debajo.

El Concepto de Muting en la Seguridad Robótica

La función de muting (o silenciamiento) se activa cuando, por motivos relacionados con el ciclo de funcionamiento de la máquina, es necesario interrumpir temporalmente la función de protección de una barrera de seguridad (como una cortina de luz). A pesar de la gran variedad de situaciones en las que esta función es necesaria, sus aplicaciones se pueden reducir a dos escenarios principales:

• Permitir el acceso de material a la zona de peligro (por ejemplo, una caja en una cinta transportadora) mientras se impide el acceso de personas.
• Permitir el acceso de personas a la zona de peligro únicamente durante la fase no peligrosa del ciclo de la máquina.

Aplicaciones Clave de los Robots Colaborativos (Cobots)

Los robots colaborativos, también conocidos como cobots, están diseñados para ser instalados sin necesidad de utilizar un vallado de seguridad perimetral. Esto les permite trabajar en líneas de montaje junto a operarios, minimizando los riesgos y reduciendo la inversión en costosos sistemas de protección.

Estos innovadores robots hacen que la tecnología de automatización sea más accesible para pequeñas y medianas empresas (PYMES), ofreciendo una mayor flexibilidad para automatizar una amplia gama de tareas industriales. Las principales aplicaciones de los cobots incluyen:

• Manipulación de productos (Pick & Place, packaging, paletización).
• Ensamblaje y montaje de componentes.
• Soldadura por arco y por puntos.
• Manejo de materiales.
• Aplicación de pintura, pegamento y selladores adhesivos.
• Procesos de acabado: rectificado, desbarbado y pulido.
• Inspección de calidad y control.
• Otras tareas como corte por chorro de agua y soldadura.