Fundamentos de Robótica Industrial y Sistemas de Control

ROBOT

Un robot es una máquina automática programable capaz de captar información de su entorno, procesar el resultado y actuar en consecuencia.

En la actualidad, los robots se utilizan en la industria (en cadenas de montajes, para trasladar mercancías, etc.), para apagar incendios, para detectar explosivos, en agricultura para la recolección, etc.

Opciones de Control de Procesos Robóticos

Para poder controlar los procesos que realizan los robots tenemos varias opciones:

Control mediante Ordenador

El microprocesador del ordenador es capaz de procesar cualquier tipo y volumen de información.

Características:

• Dispone de mucha memoria.
• Tiene un elevado coste.
• Consume mucha energía y ocupa mucho espacio.

Para realizar un sistema de control de un determinado proceso por ordenador es necesario añadir al hardware habitual del equipo una tarjeta de adaptación de señales que pueda adaptar dichas señales del ordenador al sistema controlado y viceversa, haciendo las conversiones necesarias.

Control mediante Microcontrolador

Un microcontrolador es un circuito integrado programable que reúne en un solo chip todas las funcionalidades básicas de un ordenador: unidad de proceso, memoria y periféricos de entrada y salida. Es decir, podemos tener en un solo chip un ordenador con funciones limitadas.

Características:

• Tiene un coste menor que el de un ordenador.
• Consume poca energía.
• Podemos conectar directamente todos los sensores y actuadores.

LAZO CERRADO

Los elementos que intervienen en un proceso de lazo cerrado con el que se regula la temperatura de la calefacción son:

• Sensor: mide la temperatura ambiente.
• Comparador: compara la temperatura ambiente con la temperatura programada.
• Controlador: en función de la señal que le llega del comparador, decide si hay que activar o no la calefacción y en caso afirmativo envía una señal al actuador.
• Actuador: al recibir la señal del controlador, conmuta un circuito para encender o apagar la calefacción.

SENSORES

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas (temperatura, humedad, intensidad luminosa, distancia, aceleración, inclinación, presión, humedad, fuerza, etc.) y transformarlas en variables eléctricas.

CLASIFICACIÓN DE ROBOTS INDUSTRIALES

Podemos distinguir los siguientes elementos en un robot industrial:

• Estructura: Posibilita el movimiento del robot y permite soportar su propio peso y los esfuerzos que desarrollará.
• Dispositivos sensores: Miden magnitudes físicas, tanto del estado interno del robot (posición, velocidad, temperatura de funcionamiento...) como de su entorno exterior (luz, temperatura ambiente, distancia de un obstáculo...).
• Dispositivos actuadores: Reciben y ejecutan las órdenes del controlador y realizan los movimientos o acciones que el robot es capaz de llevar a cabo. Son elementos actuadores los motores eléctricos, los relés y los accionadores neumáticos o hidráulicos.
• Garra o herramienta: Es el elemento encargado de realizar la tarea encomendada al robot (agarrar, soldar, pintar, colocar o recoger piezas, etc.).
• Controlador: Dirige el trabajo de los actuadores, teniendo en cuenta la información suministrada por los sensores y las órdenes grabadas en el programa.
• Fuente de energía: Su necesidad es más evidente en el caso de que el robot sea móvil y no pueda obtener la energía mediante un cable eléctrico. Por ejemplo, un robot que explora la superficie de Marte (sonda espacial) necesita baterías para funcionar y células fotovoltaicas para recargar esas baterías con energía solar.

INTERNET DE LAS COSAS (IoT)

La tecnología IoT está despegando en los últimos tiempos gracias a una serie de avances que lo hacen posible:

• Sensores de bajo coste y potencia que los hacen asequibles y fiables para todo el mundo.
• Conectividad muy extendida, ya sea a través de Internet, de redes privadas o de señales de radio (como la tecnología LoRa).
• Plataformas informáticas en la nube, muchas de ellas gratuitas, que nos permiten, de forma sencilla, alojar en un servidor el software necesario para conectar y gestionar dispositivos.