Conceptos Esenciales de Robótica Industrial: Características, Seguridad y Operación

Parte 1: Cuestionario de Opción Múltiple (Tipo Test)

A continuación, se presentan las respuestas correctas a las preguntas de opción múltiple sobre robótica industrial y seguridad:

1. 4. c) Operaciones rápidas de montaje y manipulación de piezas pequeñas.
2. 5. d) Tareas de manipulación ligera y empaquetado a alta velocidad.
3. 6. d) Navega mediante sensores y mapeo del entorno sin guías físicas (AGV/AMR).
4. 7. d) Limitación activa de velocidad, fuerza y detección de contacto.
5. 8. a) Los movimientos independientes que permiten situar y orientar el efector final (Grados de Libertad).
6. 9. a) 6 GDL (Grados de Libertad).
7. 10. b) El TCP (Tool Center Point) de la herramienta está más alejada de la brida.
8. 11. d) Relativa a la base del robot, indicando el alcance y las limitaciones mecánicas (Zona de Trabajo).
9. 12. d) La calidad de los sensores de realimentación y la rigidez de su estructura.
10. 13. a) Encoders o resolvers que proporcionan información de posición y velocidad.
11. 14. d) Con contactos normalmente cerrados y doble canal redundante (Seguridad).
12. 15. c) Un paro inmediato con desconexión de energía a los motores (Parada Categoría 0).
13. 16. b) Cambiar de útil sin intervención manual, mediante acoplamientos normalizados.
14. 17. a) Se detecta la pulsación de una seta de emergencia.
15. 18. d) 250 mm/s según normativa de seguridad (Velocidad máxima en modo reducido/colaborativo).
16. 19. b) Incluso tras un corte de alimentación eléctrica (Robots con encoders absolutos).
17. 20. d) Alinear manualmente las referencias de cada eje con las marcas del fabricante (Calibración).

Parte 2: Conceptos Fundamentales de Robótica

1. Características principales de un robot industrial

• Grados de Libertad (GDL)

  Son los ejes o articulaciones que posee el robot. Generalmente, se requieren 6 GDL para poder mover y orientar la herramienta (efector final) en cualquier posición dentro de su espacio de trabajo.

• Capacidad de Carga

  Se refiere a la masa máxima que el robot puede levantar en la muñeca. Es crucial considerar que si la herramienta es muy larga, la capacidad de carga efectiva disminuye debido al efecto palanca.

• Zona de Trabajo (Alcance)

  Es el espacio tridimensional hasta donde puede llegar el brazo del robot. Depende directamente de la longitud de sus eslabones y de las limitaciones mecánicas de sus articulaciones.

• Precisión y Repetibilidad

  La precisión es la capacidad del robot para alcanzar un punto exacto. Depende de la ausencia de holguras mecánicas y de la calidad de sus sensores de posición (encoders/resolvers).

2. Explicación de las categorías de parada de emergencia

Las categorías de parada definen cómo se detiene el movimiento del robot en situaciones de riesgo, según la normativa de seguridad (ISO 10218/ISO 13849).

• Categoría 0 (Parada No Controlada)

  Implica la desconexión inmediata de la energía a los actuadores (motores). El robot realiza un frenado brusco (mecánico), lo que puede provocar una ligera desviación de la trayectoria. Es la parada más agresiva y rápida.

• Categoría 1 (Parada Controlada)

  El robot utiliza primero los motores para realizar un frenado controlado y suave hasta detenerse. Una vez detenido, se produce la desconexión de la energía. Es más segura ya que garantiza que el robot no se desvíe de su camino durante la desaceleración.

• Categoría 2 (Parada Operativa)

  El robot se detiene, pero la energía no se corta. Los motores continúan energizados, manteniendo la posición actual del robot mediante fuerza activa. Funciona como una pausa o retención de posición.

3. Modos de Operación y Seguridad

• Modo Normal (Producción)

  El robot opera a su máxima velocidad y fuerza permitida, ya que se asume que no hay personal en la zona de trabajo (zona segura o vallada).

• Modo Reducido (Colaborativo o de Aprendizaje)

  El robot detecta la presencia de personal (mediante sensores) y limita automáticamente la velocidad (típicamente a 250 mm/s) y la fuerza. Este modo está diseñado para evitar daños al operario durante tareas de programación o mantenimiento cercanas.

4. Referenciado (Homing) y Calibración

• Referenciado (Homing)

  Es el proceso de llevar al robot a su posición de origen o "cero" predefinida. Es un paso obligatorio en robots que utilizan encoders incrementales si se produce un corte de energía, ya que pierden su referencia de posición. Los robots con encoders absolutos no suelen requerirlo.

• Calibración

  Consiste en ajustar la precisión del robot. La calibración más común implica mover manualmente el robot hasta que las marcas físicas (o pegatinas) de cada eje coincidan, informando al controlador de la posición exacta de "cero grados" para cada articulación.