La historia de la automatización
industrial está caracterizada por períodos de constantes innovaciones
tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas de automatización están muy
ligadas a los sucesos económicos mundiales.
El uso de robots
industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD),
y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última
tendencia en automatización de los procesos de fabricación y luego se cargaban
en el robot.. Éstas tecnologías conducen a la automatización industrial a otra
transición, de alcances aún desconocidos.
Aunque el crecimiento del
mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros
años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria
de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen
completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en
otra, permanecerá.
En la actualidad el uso de
los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como
tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. La Fig. 3.1 refleja el
hecho de que en los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de
inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son
económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto
a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots
industriales incrementaran su campo de aplicación, esto debido a los avances
tecnológicos en sensorica, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas como
el ensamble de materiales.
Como se ha observado la
automatización y la robótica son dos tecnologías estrechamente relacionadas. En
un contexto industrial se puede definir la automatización como una tecnología
que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos-eléctricos basados en
computadoras para la operación y control de la producción. En consecuencia la
robótica es una forma de automatización industrial.
Hay tres clases muy amplias
de automatización industrial : automatización fija, automatización programable,
y automatización flexible.
La automatización fija se
utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede
justificar económicamente el alto costo del diseño de equipo especializado para
procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de producción elevadas.
Además de esto, otro inconveniente de la automatización fija es su ciclo de
vida que va de acuerdo a la vigencia del producto en el mercado.
La automatización
programable se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y
hay una diversidad de producción a obtener. En este caso el equipo de
producción es diseñado para adaptarse a la variaciones de configuración del
producto; ésta adaptación se realiza por medio de un programa (Software).
La automatización flexible,
por su parte, es más adecuada para un rango de producción medio. Estos sistemas
flexibles poseen características de la automatización fija y de la
automatización programada.
Los sistemas flexibles
suelen estar constituidos por una serie de estaciones de trabajo
interconectadas entre si por sistemas de almacenamiento y manipulación de
materiales, controlados en su conjunto por una computadora.
De los tres tipos de
automatización, la robótica coincide mas estrechamente con la automatización
programable.
En tiempos más recientes, el
control numérico y la telequerica son dos tecnologías importantes en el
desarrollo de la robótica. El control numérico (NC) se desarrolló para máquinas
herramienta a finales de los años 40 y principios de los 50´s. Como su nombre
lo indica, el control numérico implica el control de acciones de un
máquina-herramienta por medio de números. Está basado en el trabajo original de
Jhon Parsons, que concibió el empleo de tarjetas perforadas, que contienen
datos de posiciones, para controlar los ejes de una máquina-herramienta.
El campo de la telequerica
abarca la utilización de un manipulador remoto controlado por un ser humano.
A veces denominado
teleoperador, el operador remoto es un dispositivo mecánico que traduce los
movimientos del operador humano en movimientos correspondientes en una posición
remota. A Goertz se le acredita el desarrollo de la telequerica. En 1948
construyó un mecanismo manipulador bilateral maestro-esclavo en el Argonne
National Laboratory. El empleo más frecuente de los teleoperadores se encuentra
en la manipulación de sustancias radiactivas, o peligrosas para el ser humano.
La combinación del control
numérico y la telequerica es la base que constituye al robot modelo. Hay dos
individuos que merecen el reconocimiento de la confluencia de éstas dos
tecnologías y el personal que podía ofrecer en las aplicaciones industriales.
El primero fue un inventor británico llamado Cyril Walter Kenward, que solicitó
una patente británica para un dispositivo robótico en marzo de 1954. (El
esquema se muestra abajo).
La segunda persona citada es
George C. Devol, inventor americano, al que debe atribuirse dos invenciones que
llevaron al desarrollo de los robots hasta nuestros días. La primera invención
consistía en un dispositivo para grabar magnéticamente señales eléctricas y
reproducirlas para controlar un máquina. La segunda invención se denominaba
Transferencia de Artículos Programada.
Un robot industrial es un
máquina programable de uso general que tiene algunas características
antropomórficas o ¨humanoides¨. Las características humanoides más
típicas de los robots actuales es la de sus brazos móviles, los que se
desplazarán por medio de secuencias de movimientos que son programados para la
ejecución de tareas de utilidad.
La definición oficial de un
robot industrial se proporciona por la Robotics Industries Association (RIA),
anteriormente el Robotics Institute of América.
"Un robot industrial es
un manipulador multifuncional reprogramable diseñado para desplazar materiales
, piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos
variables programados para la ejecución de una diversidad de tareas".
Se espera en un futuro no
muy lejano que la tecnología en robótica se desplace en una dirección que sea
capaz de proporcionar a éstas máquinas capacidades más similares a las humanas.
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