Automatización y Control de Robots en Tecnología Industrial

Automatización

-1ª Fase: Mecanización: Obtención de piezas mediante herramientas y máquinas herramientas (taladro, cepillo, fresadora, torno…)

-2ª Fase: Automatización: La máquina puede trabajar sin necesidad de un control permanente por parte del usuario una vez que se ha puesto en marcha.

-3ª Fase: Robotización: Una máquina inteligente que sabe tomar decisiones y actuar de forma diferente ante situaciones diferentes. Los robots pueden ser reprogramados y un mismo robot realizar tareas diversas según nos convenga.

Sistemas de control

Es un conjunto de elementos que actúan juntos para realizar una función. En un robot podemos tener diferentes comportamientos según las circunstancias.

A la información que recibe el sistema del exterior se le denomina entrada o imput. A las condiciones que existen en el exterior después de la actuación (o no actuación) se le denomina salida o output. Existen dos tipos de sistemas de control de un robot:

• Sistemas de lazo abierto: Serán automatismos porque su capacidad de toma de decisiones “inteligentes” es nula. Son más baratos y más sencillos de diseñar y construir.
• Sistemas de lazo cerrado: El sistema es más flexible y capaz de reaccionar si el resultado que está obteniendo no es el esperado.

Sensores

Los datos de entrada y de realimentación de los sistemas de control se introducen mediante unos dispositivos (normalmente electrónicos) que se denominan sensores. El sensor traduce la información que le llega del exterior en un impulso eléctrico, bien analógico, bien digital, que puede ser analizado y procesado por la unidad de control del sistema. Tipos de sensores:

• De contacto: Detectan el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos (finales de carrera).
• Ópticos: Detectan la presencia de una persona o de un objeto que interrumpen el haz de luz que le llega al sensor. (fotorresistencias o LDR)
• Térmicos: Los termistores son los principales sensores de temperatura. Son resistencias cuyo valor asciende o disminuye con la temperatura.
• De humedad: Se basan en que el agua no es un material aislante como el aire sino que tiene una conductividad eléctrica.
• Magnéticos: Detectan los campos magnéticos que provocan los imanes o las corrientes eléctricas (Reed).
• De infrarrojos: Existen diodos capaces de emitir luz infrarroja y transistores sensibles a este tipo de ondas y que por lo tanto detectan las emisiones de los diodos.

Arquitectura de un robot

Sensores: Se encargan de suministrar los datos de entrada y/o realimentación del sistema. Unidad de control: Procesa la información que proporcionan los sensores y toma decisiones de acuerdo con dicha información (CPU). Actuadores: Elementos que ejecutan las órdenes de la unidad de control. Pueden ser eléctricos, mecánicos, hidráulicos o neumáticos.

Aplicaciones: Soldadura. Aplicación de pintura, esmalte y adhesivos. Operaciones de corte: tornos, fresadoras, taladros… Plantas nucleares: zonas sometidas a radiación. Movimiento de piezas: colocar las piezas o los materiales en plataformas. Montaje y ensamblado: Gran precisión.

Tipos de robot según su estructura

Poliarticulado: No puede desplazarse. Tiene movilidad en los terminales, con alguna articulación que recuerda a brazos humanos. Es el más utilizado en la industria. Móviles: Tienen una plataforma motorizada que le permite moverse y sortear obstáculos. Androides: Imitan la forma, aspecto y movilidad humana. Tiene poca aplicación práctica. Zoomorfos: Imitan o recuerdan la forma de algún animal. Se pueden desplazar por terrenos irregulares. Tienen aplicaciones en rescate, exploración, observación...

Control por ordenador

Solo es necesario una tarjeta controladora conectada al ordenador que hace de interface de enlace con el sistema automático o el robot y un software instalado en el ordenador que sea capaz de controlar la tarjeta, y con ello el robot.

Tarjetas controladoras

Sirven de enlace entre el ordenador y el sistema a controlar o un robot. Reciben las instrucciones del ordenador en forma digital y tienen que convertirlas en señales, normalmente analógicas, que sean comprensibles para el robot; y viceversa. Estas tarjetas tienen una serie de entradas y una serie de salidas. Necesitan su propia fuente de alimentación.