1. ¿Qué es la robótica industrial?

La robótica industrial se refiere a la utilización de robots en entornos industriales para automatizar tareas. Un robot industrial es una estructura mecánica programable capaz de realizar movimientos diversos y variados con funciones autónomas, automáticas y flexibles.

2. Clasificación tecnológica de robots industriales

• Manipulador simple:

  Nivel de automatización pequeño o nulo.

• Robots secuenciales:

  Manipulador cuyas etapas operan secuencialmente.

• Robot programable:

  Manipulador con capacidad de programación.

• Robot inteligente:

  Decide su comportamiento a través de su capacidad sensorial.

3. Campos de aplicación de la robótica industrial

La robótica industrial se aplica en diversos campos, como:

• Soldadura
• Manipulación de materiales
• Mecanizado
• Montaje y ensamblado

4. Ventajas de la robótica industrial

La implementación de robots industriales ofrece numerosas ventajas, entre ellas:

• Reducción de costos
• Aumento de la productividad
• Mejora de la calidad
• Eliminación de condiciones peligrosas para los trabajadores

5. Partes estructurales de un robot industrial y sus funciones

• Articulaciones:

  Mecanismos que permiten el movimiento relativo entre elementos rígidos.

• Brazo:

  Estructura básica para conseguir un posicionamiento en el espacio.

• Muñeca:

  Estructura básica para la orientación del elemento terminal.

6. Diferencia entre articulación prismática y articulación de rotación

• Articulación prismática:

  Permite el desplazamiento lineal de un elemento en la dirección de un eje.

• Articulación de rotación:

  Permite el giro de un elemento alrededor de un eje.

7. Clasificación de morfologías de brazo/Estructuras estándar

• Estructura cartesiana:

  Realiza tres movimientos de traslación mediante tres articulaciones prismáticas perpendiculares entre sí.

• Estructura cilíndrica:

  Similar a la cartesiana, pero la primera articulación gira sobre la base en vez de desplegarse.

• Estructura esférica:

  Las dos primeras articulaciones son de rotación, mientras que la tercera es prismática.

• Estructura articulada o angular:

  Las tres articulaciones son de rotación, lo que permite alcanzar zonas de difícil acceso.

• Estructura SCARA:

  Las articulaciones son de rotación, pero giran sobre el plano de trabajo.

• Estructura paralela:

  Robot cuyos brazos están formados por articulaciones prismáticas concurrentes en articulaciones esféricas o rotativas.

8. Tipos de energía utilizados por los robots

• Energía neumática:

  Se basa en la energía del aire comprimido.

• Energía hidráulica:

  Energía para grandes potencias.

• Energía eléctrica:

  Se basa en el uso de la electricidad.

9. Función del actuador

Los actuadores son elementos que permiten al robot realizar acciones. Existen varios tipos de actuadores, como motores eléctricos, cilindros neumáticos e hidráulicos.

10. Función del reductor

Los reductores son cadenas cinemáticas que se acoplan al motor para reducir o aumentar su velocidad y su par.

11. Elementos de transmisión

Algunos elementos de transmisión utilizados en robots industriales son:

• Cadenas
• Correas
• Juntas cardan
• Piñón cremallera
• Husillos

12. Diferencia entre detector y sensor

• Detectores:

  Dan señales todo/nada (1/0, 24V/0V).

• Sensores:

  Emiten señales eléctricas de 0V a 10V.

13. Tipos de detectores de posición

Señales lineales:

• Ópticos:

  Detectan un haz de luz emitido por ellos mismos.

• Inductivos:

  Detectan objetos metálicos.

Sensores de rotación:

• Capacitivos:

  Detectan cualquier tipo de objeto.

Encoder absoluto

14. Tipos de terminales

Algunos tipos de terminales utilizados en robots industriales son:

• Antorcha de soldadura
• Pinza de soldadura por puntos
• Herramienta de corte por chorro de agua
• Herramienta de pulido de superficie
• Pinzas neumáticas

15. Funciones del controlador

El controlador del robot se encarga de:

• Regular posicionamientos y esfuerzos de los ejes
• Controlar las entradas/salidas (E/S)
• Programar el robot

16. Función de las entradas/salidas del controlador

Las entradas/salidas del controlador permiten al robot interactuar con el exterior, enviar órdenes a diferentes actuadores y recibir información de los captadores.

17. Función de la consola de programación

La consola de programación es una interfaz que permite la comunicación, programación y gestión de programas, E/S, movimientos y parámetros del robot.

18. Función de los resolvers

Los resolvers recogen nuevos datos de posición continuamente de los ejes del robot.

20. Área de trabajo

El área de trabajo del robot se define cuando los ejes del robot se llevan a sus extremos, hasta que quedan restringidos físicamente y se unen todos sus puntos límite.

21. Punto de accesibilidad total

Un punto de accesibilidad total es aquel donde el robot se puede posicionar con todas sus orientaciones posibles.

22. Capacidad de carga de un robot

La capacidad de carga de un robot es el peso que es capaz de transportar. La distancia o tamaño de la pieza, así como el momento de inercia, pueden afectar la carga máxima que el robot puede transportar.

23. Relación entre velocidad y distancia a recorrer

Si la distancia y la potencia no son suficientes, el robot nunca alcanzará la velocidad programada. Necesita tiempo de aceleración y desaceleración.

24. Conceptos de precisión, repetibilidad y resolución

• Precisión:

  Diferencia entre el modelo y las medidas del robot.

• Repetibilidad:

  Dato que ofrecen los fabricantes y que indica la capacidad del robot para volver a una misma posición.

• Resolución:

  Incremento mínimo de movimiento en que se divide el volumen de trabajo del robot.

25. Término layout

El layout se refiere al esquema de distribución de los elementos en la planta.

26. Diferencia entre robot de línea y robot móvil

• Robot de línea:

  Posición fija y el elemento a trabajar llega en un sistema de transporte.

• Robot móvil:

  Se desplaza sobre un carril, lo que le permite seguir a la pieza y trabajar en ella.

27. Funciones de un sistema de control de célula robotizada

• Interfaz con el usuario
• Control y coordinación de todos los dispositivos
• Detección, tratamiento y recuperación de errores
• Optimización del funcionamiento

28. Modos de programación

Modo de programación On-line:

• Activo:

  El programa mueve las articulaciones del robot con ayuda de la consola y va guardando las posiciones. Permite realizar un programa completo, pero es una tarea lenta y el robot no está produciendo mientras se programa.

• Pasivo:

  El programador mueve la estructura del robot con los actuadores desconectados. El controlador guarda los puntos por los que pasa. Útil para robots muy pesados.

Modo de programación Off-line:

• Explícita:

  No necesita del robot físicamente. Se programa desde un PC en el código facilitado por el fabricante.

• Por modelo geométrico:

  • Programación manual:

    El programador genera trayectorias, especificando posiciones virtualmente (necesita el diseño de la célula en 3D). El código restante se realiza mediante el método explícito.

  • Programación automática:

    El programador indica las superficies o líneas que el robot debe seguir y el software genera automáticamente las trayectorias.

• Programación implícita:

  Genera automáticamente tanto trayectorias como códigos restantes.

29. Riesgos específicos de los robots

Algunos riesgos específicos de los robots industriales son:

• Riesgo de colisión hombre-máquina
• Riesgo de proyección de objetos
• Riesgo de atrapamiento
• Riesgos tradicionales (eléctricos, mecánicos, etc.)

30. Sistema de seguridad en caso de atrapamiento

Los robots disponen de pulsadores que liberan los frenos de los ejes en caso de atrapamiento.

31. Fuentes de riesgo de los robots industriales

• Errores de control y mando:

  Averías en circuitos y defectos en la memoria RAM.

• Acceso no autorizado

• Errores humanos:

  Por falta de conocimientos y por demasiada familiarización o confianza.

32. Finalidad de los finales de carrera

Los finales de carrera que llevan los robots en cada articulación actúan como elemento de seguridad para la limitación de las articulaciones.

33. Parada de emergencia con pinza como terminal

Ante una parada de emergencia, la pinza mantiene la posición en la que se encuentra, ya sea abierta o cerrada.

34. Sistema de seguridad de la botonera portátil

La botonera portátil suele tener un sistema de seguridad de “hombre muerto”, que requiere que el botón se mantenga pulsado para mover el robot.

35. Protección de la zona de trabajo del robot

La zona de trabajo del robot debe estar protegida, generalmente mediante barreras materiales. En algunas zonas, la protección puede realizarse con barreras inmateriales (detectores de barrera).

36. Acceso a la zona de trabajo durante la operación

Por lo general, está prohibido el acceso a la zona de trabajo del robot mientras este está en funcionamiento. En casos especiales, el operario puede tener un permiso especial para el acceso.