La introducción de las computadoras y de la microelectrónica extiende el campo de la automatización industrial ya que permite a través del manejo de la información (alimentación, procesamiento, salida) transformar ¡os instrumentos de producción y aún la totalidad de los procesos productivos de algunas industrias. Se continúa y extiende así el proceso de automatización electromecánica que se Inicia a principios del siglo. La nueva era de la automatización se basa en la fusión de la electrónicacon los antiguos mecanismos automáticos que funcionaban utilizando diferentes medios mecánicos neumáticos, etc. dando origen a los robot., a las máquinas herramientas computarizadas, a los sistemas flexibles de producción, etc. La automatización en los procesos Industriales, se basa en ¡a capacidad para controlar la información necesaria en el proceso productivo, mediante la ex ancle de mecanismos de medición y evaluación de las normas de producción. A través de diversos instrumentos controlados por la información suministrada por el computadora, se regula el funcionamiento de las máquinas u otros elementos que operan el proceso productivo. En concreto, este sistema funciona básicamente de la siguiente manera: mediante la utilización de captadores o sensores (que son esencialmente instrumentos de medición, como termómetros o barómetros), se recibe la información sobra el funcionamiento de las variables que deben ser controladas (temperatura, presión, velocidad, espesor o cualquier otra que pueda cuantificarse), esta información se convierte en una señal, que es comparada por medio de la computadoracon la norma, consigna, o valordeseado para determinada variable. Si esta señal no concuerda con la norma de Inmediato se genere una señal de control (que es esencialmente una nueva Instrucción), por la que so acciona un actuador o ejecutante (que generalmente son válvulas y motores), el que convierte la señal de control en una acciónsobre el proceso de producción capaz de alterar la señal original imprimiéndole el valor o la direccióndeseada. En la práctica, la automatización de la industria alcanza diferentes niveles y grados ya que la posibilidad concrete de su implementación en los procesos de fabricación industrial varia considerablemente según se trate de procesos de producción continua o en serie. En efecto, en el primer caso, el primer caso, el conducto es el resultado de una serie de operaciones secuenciales, predeterminadas en su orden, poco numerosas, y que requieren su Integraciónen un flujo continuo de producción. Los principales aportes de la microelectrónica a este tipo de automatización son los mecanismos de control de las diversas fases o etapas productivas y la creciente capacidad de control integrado de todo el proceso productivo. Por su parte, la producción en serle está formada por diversas operaciones productivas, generalmente paralelas entre si o realizadas en diferentes períodos de tiempos o sitios de trabajo, lo que ha dificultado la integración de líneas de producción automatización. Desde mediados de los años setenta las posibilidades de automatización integrada han aumentado rápidamente gracias a lo adelantos en la robótica, en las máquinas herramienta de control numérico, en los sistemas flexibles de producción, y en el diseño y manufactura asistidos por computadora (CAD/CAM).
Sistemas de fabricación flexible, son de flexibilidad limitada, la que sólo puede aumentarse a través de nuevos mecanismos de interfaces, articulación o interacción, como los provistos por los diferentes tipos de robots: manipuladores manuales, robot. de secuencia fija o variables, robots reprogramables, etc.
El principal papel de los robot. es articular diferentes máquinas y funciones productivas; transporte, manejo de materiales, maquinado, carga y descarga, etc. mediante su capacidad para desempeñar diversas tareas u operaciones. El robot industrial ha sido descrito como el elemento más visible de la fabricación asistida por computador y como la base técnica para la mayor automatización de la producción.
"EI robot industrial es un manipulador multifuncional, reprogramable, de posiciones o movimientos automáticamente controlados, con varios ejes, capaz de manejar materiales, partes, herramientas o instrumentos especializados a través de movimientos variables programados para la ejecución de varias tareas. Con frecuencia tienen la apariencia de uno o varios brazos que terminan en una muñeca; su unidad de control utiliza un sistema de memoria y algunas veces puede valerse de instrumentos sensores y adaptadores que responden a estímulos del medio ambiente y sus circunstancias, así como las adaptaciones realizadas. Estas máquinas multifuncionales son generalmente diseñadas para realizar funciones repetitivas y pueden se adaptados a otras funciones sin alteraciones permanentes en el equipo".
Un robot está conformado por dos grandes subsistemas.
a. La estructura mecánica, hidráulica y eléctrica, que comprenden las funciones de movimiento y manipulación.
b. La estructura electrónica e informática o subsistema de comando, que provee la memoria programable del robot y permite su sincronización con otras máquinas. Este subsistema es la "inteligencia" del robot, de la que depende su flexibilidad y versatilidad, o capacidad para ejecutar diversas tareas y sincronizarse con otras máquinas.
La capacidad de movimiento y manipulación de un robot, o esfera de influencia, depende en gran parte de la geometría de su brazo, muñeca y mano (o actuador). Los grados de libertadde cada uno (o número de movimientos diferentes posibles) determinan la destreza y capacidad del robot, así mismo su costo y su complejidad. El ejecutor o actuador o herramienta final varia en función de las tareas requeridas, puede ser por ejemplo, una pinza o pistola de soldadura de pintura, etc.
Los primeros robots empezaron producirse a comienzos de la década del 60 y estaban diseñados principalmente para trabajos difíciles y peligrosos. Los trabajos tediosos, laborioso y repetitivos en la industria manufacturera como la carga y descarga de hornos de fundición, fueron les áreas donde los robots fueron aplicados hasta finalizar el decenio de 1960.
Con los rápidos y continuos avances en microelectrónica e informática a partir de 1970, fueron desarrollados los robots programabas para manipulaciones complejas. Se comenzaron a utilizar como auxiliares de la producción en serie muy grandes, tanto en las líneas de ensamble en la industria mecánicacomo en la industria automotriz. En esta última aparecieron los robots de pintura y los de soldadura.
En la actual generación de robot., la estructura mecánica representa la mayor parte del costo total del robot, pero disminuirá rápidamente en las futuras generaciones de robot a favor de la estructura lógica, de control.
El objetivo de la próxima generación es imitar los sentidos humanos o desarrollar la capacidad de percepciónsensorial; visión, tacto, voz, con le ayuda de los nuevos avances en inteligencia artificial. Estos nuevos robots tendrán una mayor capacidad de aprendIzaje y de interacción dinámica con el medio ambiente.
La introducción de los robots ha sido facilitada por la técnica de organización y división del trabajo, sobre todo en la producción en masa, basadas en la mayor especialización, simplificación y repetividad de las tareas productivas, lo que ha facilitado el diseño y programación de los robots.
Entre las principales aplicaciones no industriales de los robot. es necesario mencionar su utilización en plantasde energía nuclear, en le exploración submarina, la minería, construcciones, agricultura, medicina etc.
Las principales aplicaciones industriales son las siguientes:
a. Fundición en molde (die-casting). Esta fue la primera aplicación industrial.
b. Soldadura de Punto. Actualmente es la principal área la presente generación de robot. Ampliamente utilizada en la industria automotriz. En promedio, este tipo de robot. reduce a la mitad la fuerza laboral necesaria.
c. Soldaduras de Arco. No requiere de modificaciones sustanciales en el equipo de soldadura y aumenta la flexibilidad y la velocidad.
d. Moldeado por Extrusión. De gran Importancia por creciente demanda de partes especializadas de gran complejidad y precisión.
e. Forjado (Forglng). La principal aplicación es la manipulación de partes metálicas calientes.
f. Aplicaciones de Prensado (press work). Partes y, panales de vehículos y estructuras de aviones, electrodomésticos y otros productos metalmecánicos. Esta es un área de rápido desarrollo de nuevos tipos de robot.
g. Pinturas y Tratamiento de Superficies. El mejoramiento de las condiciones de trabajo y la flexibilidad han sido las principales razones para el desarrollo de estas aplicaciones.
h. Moldeado Plástico. Descarga de máquinas de inyección de moldes, carga de moldes, paletización y empaque de moldes, etc. Alta contribución al mejoramiento de las condiciones de trabajo, al ahorro de mano obra, a la reducción del tiempo de producción, y al aumento de la productividad.
i. Aplicaciones en la Fundición. Carga y descarga de máquinas, manejo de materiales calientes, manejo de moldes, etc. Las difíciles condiciones de trabajo hacen necesarios los robot., aunque ha sido muy difícil su diseño y eficacia.
j. Carga y Descarga de Máquina Herramientas. Los robots aumentan la flexibilidad y versatilidad de las máquinas herramientas y permiten su articulación entre si. Contribuyen ala reducción de stocks, minimizan costos del trabajo directo e indirecto, aumentan la calidad de la producción y maximizar la utilización del equipo.
k. En aparatos y maquinaria eléctrica y electrónica, juguetes, ingeniería mecánica, industrial automotriz, etc.
Estas diversas aplicaciones industriales implican la clasificación de los robots en cuatro tipos de operaciones efectuadas:
A. Robots de manejo de materiales: carga y descarga de máquinas herramienta, moldeado de plástico.
B. Robot. de tratamiento de superficie: pintura, Ia pieza,
C. Robots de en ensamblaje y transferencia.
D. Robot. de soldadura, y
E. Robots de procesamiento por calor; moldeado, prensado, etc.
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