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¿Qué es un robot?

IAI es ROBÓTICA

2 Multiaxes
FOTO: Larrioz Elektronika
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Si buscamos la palabra robot en internet nos van a aparecer imágenes de maquinas que imitan torpemente a los humanos tocando la trompeta o haciendo cualquier otra tontería. Apartándonos del hype actual sobre los robots en general, ¿qué es un robot industrial? Te lo explicamos a continuación.


Un robot industrial es una máquina:


1- Que potencialmente permite automatizar movimientos físicos de herramientas u objetos, de forma precisa, controlada y programable dentro de una zona de trabajo mecánicamente definida.

2- Sin un propósito inicial fijo, es decir, se puede adaptar a distintas operaciones o procesos sin necesidad de modificar la máquina en sí misma.

3- Con capacidad de procesamiento de datos y de planificación de las trayectorias y perfiles de movimiento, así como de comprobar en tiempo real que los movimientos ejecutados corresponden con lo planificado y, en caso contrario, realizar acciones para corregir las desviaciones sobre el plan.

4-Con comunicación bidireccional con su entorno para informar de que está haciendo, para recibir órdenes de mando y para procesar datos que le permiten realizar cálculos y tomas de decisión que afectan al flujo de programa.

5- Con un interfaz hombre-máquina avanzado que permita la parametrización y programación del robot por parte del operario tras una sencilla formación.


¿Qué dispositivos de IAI son robots?


En Japón, según su normativa notification No. 51 of the Ministry of Labor in Japan y Notice No. 340 of the Labor Standards Bureau in Japan, su visión de lo que es un robot es muy amplia, ya que no discrimina por el número de ejes en movimiento (grados de libertad) sino por su utilidad y prestaciones.


Conforme las normativas citadas, todos los dispositivos de IAI son robots salvo ciertas excepciones:


1- Las potencias de los motores deben de ser superiores a 80W, tanto para robots mono eje, como para cartesianos y SCARA.

2- Los recorridos de cada eje de robots cartesianos de 2 y 3 ejes deben de ser superiores a 300mm.

3- Los robots articulados (SCARA y antropomórficos) deben de tener un radio de alcance superior a 300mm.

4- Los ejes lineales de transferencia de cargas que funcionan bajo una secuencia fija alternativa deben de tener recorrido lineales superiores a 100mm.


Podemos concluir que en realidad para Japón, precursor y referente internacional en robótica, la distinción entre qué es un robot y qué no lo es no se basa en su aspecto sino en la función y en el alcance de dicha función. Esto supone para ellos una gran ventaja dado que cualquier robot con alcance dentro o por debajo de los 300mm no requiere de aplicación de la normativa específica de robots, lo cual abarata en gran medida las automatizaciones y robotizaciones de procesos, y nos ayuda a entender por qué Japón tiene esta gran densidad de robots en sus instalaciones.


Salvando esta diferenciación administrativa, lo cierto es que entre un sistema con un alcance superior a 300mm y otro de menor alcance y/o potencia, no hay nada que los haga diferentes en cuanto al trabajo que son capaces de realizar.


Todos los robots de IAI son sistemas completos, con mecánica, cables, controladores, software de programación y motores con encóder absoluto. Los robots IAI, además de moverse, pueden realizar hasta 16 tareas en paralelo para automatizar su entorno.


La selección del tipo de robot se realiza en base a las prestaciones finales requeridas que son:


1-Número de ejes o grados de libertad.

2- Disposición de los ejes.

3- Velocidades y aceleraciones necesarias para cumplir el ciclo de trabajo.

4- Capacidad de carga útil: masa, momento de inercia, momento estático.

5- Entorno de trabajo: normal, polvoriento, húmedo, sala limpia, antiestático.

6- Entradas / salidas digitales necesarias para manejar equipos o sensores, bus de campo.

7- Ethernet para comunicarse con dispositivos externos.


Robots de 2 grados de libertad


Hay muchas operaciones que se realizan contenidas en un plano, bien horizontal bien vertical, para los cuales tan solo necesitamos poder movernos según dos coordenadas. Para ello la arquitectura más sencilla robótica es la derivada de la combinación de dos ejes lineales dispuestos ortogonalmente entre sí, como por ejemplo la serie IK2 de IAI.



Si el plano de trabajo es vertical, es habitual que usemos el robot combinado con una pinza para tareas de montaje o transferencia de piezas entre contenedores o paletas de transporte o apilado/des-apilado, por ejemplo.


Si el plano de trabajo es horizontal, entonces es probable que el robot lleve una herramienta con la que hacer trabajos como atornillado, soldadura de componentes dosificación de algún producto (adhesivos, selladores,…).


En estos casos las unidades de control de los robots IAI, controles SEL, se comportan como un CNC lo que nos permite manejar una herramienta con trayectorias interpoladas precisas y programadas.


Gracias a los asistentes tecnológicos, se pueden emplear funciones específicas para soldadura de componentes electrónicos, atornillas, dosificar, mecanizar o generar un programa de robot partiendo de un DXF sin necesidad de programar.


La familia TTA de robots de sobremesa es un buen punto de partida para iniciarse en la robótica industrial seria sin complicaciones de instalaciones complejas. Sacarlos de la caja y alimentarlos a 220V.


Robots de 3 grados de libertad


Si debemos movernos en las 3 direcciones del espacio, XYZ, entonces necesitamos añadir un eje más a los robots anteriores que se moverán dentro de un paralelepípedo, o podemos usar otra arquitectura de brazo robot como es la SCARA.


Con 3 grados de libertad ya podemos mover nuestra herramienta o piezas en trayectorias 3D. Esta nueva dirección espacial nos permite que el robot se adapte fácilmente a nuevas aplicaciones tan solo cambiando la herramienta/pinza y el programa.


Si buscamos maximizar el espacio de trabajo el robot cartesiano es el adecuado, y si buscamos velocidad el SCARA es el candidato ideal, y si buscamos la máxima sencillez de instalación y uso entonces optamos por los TTA.


Robots de 4 grados de libertad


En muchas operaciones es necesario orientar angularmente la herramienta o la pieza respecto al plano horizontal, para ello entonces añadiremos un eje más a los robots de tres ejes.


Y los controladores


De lo más interesante que nos ofrece IAI es su potentísima capacidad de control, con sus controladores robóticos de la familia SEL con características comunes y mismo lenguaje de programación todos ellos, que permiten al usuario definir la arquitectura de robot más adecuada sin tener que aprender un nuevo lenguaje en cada ocasión.

Estos controles incorporan un CNC más un PLC, por lo que permiten abordar proyectos completos de automatización sin necesidad de añadir equipos de control extra.


Los controladores SEL de IAI permiten la interpolación de 2 a 8 ejes de diferente tecnología, ya sean motorizaciones paso a paso o servo, se programan todos con la misma herramienta de software compatible con diferentes arquitecturas de robot, ya sean cartesianos, SCARA, de sobremesa o cualquier otra topología resultante de combinación entre ejes lineales y rotativos.


Larraioz Elektronika

https://larraioz.com




Este artículo aparece publicado en el nº 538 de Automática e Instrumentación págs. 70 a 71.

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