Robótica Industrial: Conceptos Fundamentales, Tipos y Aplicaciones Clave

¿Qué es un robot?

Un robot es un manipulador con varios grados de libertad, capaz de manipular cargas o usar diferentes herramientas para realizar tareas diversas, según trayectorias programables.

Clasificación y Aplicaciones de los Robots

Manipulación y Almacenamiento

• Ensamblado
• Desensamblado
• Paletizado

Procesado

• Soldadura
• Pintura
• Mecanizado
• Corte

Configuración de los Ejes Principales

Los robots se configuran según sus ejes principales, incluyendo: Robot Cartesiano, Robot Cilíndrico, Robot Esférico o Polar, y Robot Angular.

Marcas Comerciales de Robots

Algunas de las marcas líderes en el mercado de la robótica son: Mitsubishi, Festo, Universal Robots, Yaskawa, Fanuc, Kuka, ABB, entre otras.

Grados de Libertad en Robótica

Se considera un grado de libertad en un robot cuando este puede realizar un desplazamiento en un eje espacial. Existen dos tipos principales de grados de libertad:

• Los determinados por las coordenadas espaciales (X, Y, Z).
• Los determinados por el ángulo de la herramienta en el espacio (Yaw, Pitch, Roll).

Sistemas de Coordenadas en Robótica

Los robots utilizan diversos sistemas de coordenadas para definir posiciones y movimientos:

WC Word (Coordenadas de Mundo)

Este sistema tiene como punto 0,0,0 de sus coordenadas un punto fijo del espacio de trabajo. Si en la célula de trabajo solo hay un brazo robótico, normalmente coincide con la base del brazo robótico. Cuando hay varios brazos robóticos, se establece un punto de referencia común para que puedan operar de manera coordinada.

RB Robot Base (Base del Robot)

Este sistema tiene el punto 0,0,0 de la célula de trabajo en la base del robot.

JC Joint (Articulación)

Este sistema difiere de los anteriores, ya que no usa un punto de referencia cartesiano para sus posiciones, sino que se basa en el giro angular de cada una de las articulaciones o grados de libertad del robot, tomando como referencia 0 la posición de cada articulación para situarse en la posición preestablecida de Home Position.

TOOL (Herramienta)

Este sistema de coordenadas es un sistema cartesiano con el punto 0,0,0 en la herramienta. Se considera un sistema relativo, ya que sus valores varían según la posición de la herramienta.

Clases de Lenguajes de Programación para Robots

No existe una unificación estipulada en los lenguajes de programación en el mundo de la robótica. Cada fabricante ha generado su propio lenguaje de programación. En este curso, al emplearse software y robots Mitsubishi, se programa en MELFA.

Tipos de Movimientos de los Robots

Movimientos PTP (Point to Point)

Son movimientos entre dos puntos sin trayectoria definida. El robot realizará la trayectoria más conveniente para su programación interna y no siempre será lineal o predecible. Esto sucede con la orden MOV.

Movimientos con Trayectoria Definida

En este caso, el robot se desplazará entre los puntos siguiendo una trayectoria predefinida. Su desplazamiento es más lento y se utiliza con órdenes como MVS, MVC, MVR, CNT, entre otras.

Especificaciones y Características de los Robots

Resolución

Es el incremento mínimo que puede realizar el robot al desplazarse de un punto a otro.

Exactitud

Es la diferencia real entre el punto programado y el punto alcanzado por el robot.

Repetitividad (Precisión)

Capacidad de volver de forma reiterada al mismo punto.

Campo o Espacio de Trabajo

Es el volumen espacial donde puede operar el robot con normalidad.

Capacidad de Carga

Se trata de la capacidad máxima (peso) con la que puede operar el robot.

Célula, Celda de Trabajo o Celda Robotizada

Es el espacio en el que se encuentra el robot y los elementos con los que opera, tanto de seguridad (barreras, etc.) como elementos con los que interactúa (cintas, palets, etc.).

Modos de Operación del Robot

• Supervisión
• Ejecución
• Edición
• Manual
• Automático

Software para la Simulación de Robots

• Fanuc: RoboGuide
• ABB: RobotStudio
• Kuka: KukaSim
• Mitsubishi: RT Tool Box
• Universal Robots: URSim

Tipos Generales de Robots

Androides y Zoomórficos

Imitan los sistemas de locomoción de los seres vivos. Se pueden clasificar en caminadores y no caminadores.

Móviles

Robots dotados de medios que los capacitan para desplazarse y cumplir con la función para la cual han sido diseñados (patas, ruedas, orugas, etc.).

De Servicio

Robots no industriales de uso individual o particular (de limpieza, de uso en ambientes hostiles, de servicios médicos, etc.).

Telemanipulados o Teleoperados

Diseñados inicialmente para ser manejados por un operario, entran en la definición de robots al sustituir al operario por un programa informático para controlar los movimientos.

Industriales

Robots diseñados para la ejecución de funciones repetitivas y continuadas.