_UNIVERSIDAD MODELO_

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HAYDEE MENDEZ MARTINEZ

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MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA

ROBOTS INDUSTRIALESLa International Organization for Standardization (ISO) describe a un robot industrial como una "mquina formada por un mecanismo que incluye varios grados de libertad, que a menudo tiene la apariencia de uno o varios brazos que terminan en una mueca con la capacidad de sujetar una herramienta, una pieza de trabajo, o un dispositivo de inspeccin".El campo de la robtica industrial puede definirse como el estudio, diseo y uso de robots para la ejecucin de procesos industriales. Los primeros robots industriales se introdujeron a principios de la dcada de 1960.Los robots controlados por computadora se comercializaron una dcada despus y el primer robot controlado por una microcomputadora apareci en 1974. Los robots industriales se utilizaron por primera vez en operaciones de riesgo (para el manejo de materiales txicos y radioactivos, por ejemplo) y la carga y descarga de piezas de trabajo calientes de hornos y en fundidoras.Los robots industriales se han convertido en componentes bsicos en los procesos y sistemas de manufactura. Han ayudado a mejorar la productividad y calidad de los productos y han reducido de manera significativa los costos de mano de obra.

COMPONENTES DE UN ROBOT

Para apreciar las funciones de los componentes de un robot y sus capacidades, se pueden observar de manera simultnea la flexibilidad y capacidad de diversos movimientos de nuestro propio brazo, mueca, mano y dedos para alcanzar y sujetar un objeto en un estante, para utilizar una herramienta manual o para operar un automvil o una mquina.A continuacin se describen los componentes bsicos de un robot industrial.

Un manipulador robtico consta de una secuencia de elementos estructurales rgidos, denominados enlaces o eslabones, conectados entre s mediante juntas o articulaciones, que permiten el movimiento relativo de cada dos eslabones consecutivos.

Elementos estructurales de un robot industrial

Una articulacin puede ser:Lineal (deslizante, traslacional o prismtica), si un eslabn desliza sobre un eje solidario al eslabn anterior. Rotacional, en caso de que un eslabn gire en torno a un eje solidario al eslabn anterior.

El conjunto de eslabones y articulaciones se denomina cadena cinemtica. Se dice que una cadena cinemtica es abierta si cada eslabn se conecta mediante articulaciones exclusivamente al anterior y al siguiente, exceptuando el primero, que se suele fijar a un soporte, y el ltimo, cuyo extremo final queda libre. A ste se puede conectar un elemento terminal o actuador final: una herramienta especial que permite al robot de uso general realizar una aplicacin particular, que debe disearse especficamente para dicha aplicacin: una herramienta de sujecin, de soldadura, de pintura, etc. El punto ms significativo del elemento terminal se denomina punto terminal (PT). En el caso de una pinza, el punto terminal vendra a ser el centro de sujecin de la misma.

Las pinzas se utilizan para tomar un objeto, normalmente la pieza de trabajo, y sujetarlo durante el ciclo de trabajo del robot. Hay una diversidad de mtodos de sujecin que pueden utilizarse, adems de los mtodos mecnicos obvios de agarre de la pieza entre dos o ms dedos. Estos mtodos suplementarios incluyen el empleo de casquillos de sujecin, imanes, ganchos, y cucharas.

Una herramienta se utiliza como actuador final en aplicaciones en donde se exija al robot realizar alguna operacin sobre la pieza de trabajo. Estas aplicaciones incluyen la soldadura por puntos, la soldadura por arco, la pintura por pulverizacin y las operaciones de taladro. En cada caso, la herramienta particular est unida a la mueca del robot para realizar la operacin.

A los manipuladores robticos se les suele denominar tambin brazos de robot por la analoga que se puede establecer, en muchos casos, con las extremidades superiores del cuerpo humano.

Se denomina grado de libertad (g.d.l.) a cada una de las coordenadas independientes que son necesarias para describir el estado del sistema mecnico del robot (posicin y orientacin en el espacio de sus elementos). Normalmente, en cadenas cinemticas abiertas, cada par eslabn-articulacin tiene un solo grado de libertad, ya sea de rotacin o de traslacin. Pero una articulacin podra tener dos o ms g.d.l. que operan sobre ejes que se cortan entre s.

Para describir y controlar el estado de un brazo de robot es preciso determinar: La posicin del punto terminal (o de cualquier otro punto) respecto de un sistema de coordenadas externo y fijo, denominado el sistema mundo. El movimiento del brazo cuando los elementos actuadores aplican sus fuerzas y momentos.El anlisis desde el punto de vista mecnico de un robot se puede efectuar atendiendo exclusivamente a sus movimientos (estudio cinemtico) o atendiendo adems a las fuerzas y momentos que actan sobre sus partes (estudio dinmico) debidas a los elementos actuadores y a la carga transportada por el elemento terminal.

CLASIFICACION DE LOS ROBOTSSegn la geometra de su estructura mecnica, un manipulador puede ser: Cartesiano, cuyo posicionamiento en el espacio se lleva a cabo mediante articulaciones lineales. Cilndrico, con una articulacin rotacional sobre una base y articulaciones lineales para el movimiento en altura y en radio. Polar, que cuenta con dos articulaciones rotacionales y una lineal. Esfrico (o de brazo articulado), con tres articulaciones rotacionales. Mixto, que posee varios tipos de articulaciones, combinaciones de las anteriores. Es destacable la configuracin SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) Paralelo, posee brazos con articulaciones prismticas o rotacionales concurrentes.

Los principales parmetros que caracterizan a los robots industriales son: Nmero de grados de libertad. Es el nmero total de grados de libertad de un robot, dado por la suma de g.d.l. de las articulaciones que lo componen. Aunque la mayora de las aplicaciones industriales requieren 6 g.d.l., como las de soldadura, mecanizado y almacenamiento, otras ms complejas requieren un nmero mayor, tal es el caso de las labores de montaje. Espacio de accesibilidad o espacio (volumen) de trabajo. Es el conjunto de puntos del espacio accesibles al punto terminal, que depende de la configuracin geomtrica del manipulador. Un punto del espacio se dice totalmente accesible si el PT puede situarse en l en todas las orientaciones que permita la constitucin del manipulador y se dice parcialmente accesible si es accesible por el PT pero no en todas las orientaciones posibles. En la figura inferior se aprecia el volumen de trabajo de robots de distintas configuraciones. Capacidad de posicionamiento del punto terminal. Se concreta en tres magnitudes fundamentales: resolucin espacial, precisin y repetibilidad, que miden el grado de exactitud en la realizacin de los movimientos de un manipulador al realizar una tarea programada. Capacidad de carga. Es el peso que puede transportar el elemento terminal del manipulador. Es una de las caractersticas que ms se tienen en cuenta en la seleccin de un robot dependiendo de la tarea a la que se destine. Velocidad. Es la mxima velocidad que alcanzan el PT y las articulaciones.

APLICACIONES Y SELECCIN DE ROBOTSLas principales aplicaciones de los robots industriales incluyen las siguientes:Manejo de materiales, consistente en la carga, descarga y transferencia de piezas de trabajo en las instalaciones de manufactura. Estas operaciones se pueden realizar de manera confiable y repetida con robots, mejorando as la calidad y reduciendo prdidas por desperdicios. 'Algunos ejemplos son: (a) operaciones de fundicin y moldeado en las que el metal fundido, las materias primas, los lubricantes y las partes en diversas etapas de terminacin se manejan sin la interferencia del operador; (b) operaciones de tratamiento trmico, en las que las partes se cargan y descargan de los hornos y baos de enfriamiento; (e) operaciones de formado, en las que las partes se cargan y descargan de prensas y muchos otros tipos de maquinaria para trabajo mecnico.

La soldadura por puntos une carroceras para automviles y camiones, produciendo soldaduras de buena calidad. Los robots tambin efectan otras operaciones similares, como soldadura por arco, corte por arco y remachado.

Se pueden realizar operaciones como rebabeo, rectificado y pulido utilizando herramientas apropiadas sujetas a los efectores finales.

Aplicacin de adhesivos y selladores, como en el chasis automovilstico mostrado en la figura.

CRITERIOS DE SELECCINLa tarea a realizar puede imponer restricciones: Volumen de trabajo (estructura, dimensiones y rango articular) Accesibilidad (n articulaciones y estructura) Precisin (n articulaciones y estructura) Capacidad de cargaEconoma. Adems de los factores tcnicos; las consideraciones de costos y beneficios tambin son aspectos significativos en la seleccin y el uso de robots. La capacidad y confiabilidad y los crecientes costos reducidos de robots sofisticados e inteligentes han tenido un impacto econmico importante en las operaciones de manufactura. Dichos robots estn desplazando gradualmente la mano de obra humana.

Seguridad del robot. Dependiendo del tamao del envolvente de trabajo, la velocidad y la proximidad del robot a los humanos, son importantes las consideraciones de seguridad en el ambiente del robot, sobre todo para los programadores y el personal de mantenimiento que se encuentran en interaccin fsica directa con los robots. Adems, el movimiento del robot respecto de otra maquinaria exige un alto nivel de confiabilidadpara evitar colisiones y daos al equipo.REFERENCIAShttp://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.4.htmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Robot_industrialhttps://profejuandotcom.files.wordpress.com/2014/02/r69369.pdf