Fundamentos de Robótica: Tipos, Clasificación y Componentes Esenciales

Tipos de Robots y sus Aplicaciones

Robot Industrial de Manipulación

Es una máquina de manipulación automática, reprogramable y multifuncional con tres o más ejes que pueden posicionar materiales o piezas para la ejecución de trabajos en las etapas de la producción industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento. (Ejemplo: brazo mecánico con capacidad de manipulación que incorpora un control).

Robot de Servicio (IFR)

Robot que opera de manera semi o totalmente automática para realizar servicios útiles a los humanos y equipos, excluidas las operaciones de manufactura.

Robot Doméstico

Destinado a ser usado por humanos sin formación técnica específica para servir como ayudante en sus actividades cotidianas.

Robot Móvil (ISO)

Robot que contiene todo lo necesario para su pilotaje y movimiento (potencia, control y sistema de navegación).

Robot Teleoperado (NASA)

Dispositivos robóticos con brazos manipuladores y sensores, y cierto grado de movilidad, controlados remotamente por su operador humano de manera directa a través de un ordenador.

Clasificación General de Robots

Según su Apariencia y Función

• Humanoide: Robot con apariencia humana que busca imitar comportamientos.
• Móvil: Robot montado sobre una plataforma móvil.
• Industrial: Robot manipulador diseñado para mover materiales o dispositivos especializados.
• Inteligente: Robot capaz de trabajar y moverse en entornos no estructurados.
• De Servicio: Robot destinado al desarrollo de servicios útiles, excluyendo operaciones de fabricación.

Clasificación del Robot Industrial (IRF)

Según el Número de Ejes

• Pueden tener 3, 4, 5 o más ejes.

Según el Tipo de Control

• Secuencia Controlada: Realiza los movimientos en un orden determinado.
• Trayectoria Operada/Continua: El conjunto de ejes opera de un modo controlado de acuerdo a una trayectoria requerida.
• Adaptativos: Contiene funciones para control mediante aprendizaje.
• Teleoperados: El robot puede ser operado de modo remoto.

Según la Estructura Mecánica

• Cartesianos, SCARA, Antropomórficos, Paralelos, Esféricos y Cilíndricos.

Estructura General de un Robot

• Estructura Mecánica: Sirve de soporte del órgano terminal.
• Sistema Locomotor (Actuadores): Sirve para actuar sobre la estructura mecánica, modificando su configuración y la situación del órgano terminal.
• Sistema Sensorial (Sensores): Es necesario para conocer el estado del robot y de su entorno.
• Sistema de Control de Bajo Nivel: Gobierna los actuadores del robot a partir de la definición de movimientos a ejecutar, de acuerdo con el sistema de decisión y la información proporcionada por el sistema sensorial.
• Sistema de Decisión y Planificación: Elabora el movimiento del robot a partir de la definición de la tarea a ejecutar, transmitida por el operador con ayuda del sistema de comunicación.
• Sistema de Comunicación: Facilita la interacción entre el operador y el robot.

Transmisión del Movimiento en Robótica

Dado que un robot mueve su extremo con aceleraciones elevadas, es importante reducir su momento de inercia. Del mismo modo, los pares estáticos que deben vencer los actuadores dependen de la distancia de las masas al actuador. Por estos motivos, se procura que los actuadores estén lo más cerca posible de la base del robot, lo cual obliga a utilizar sistemas de transmisión que trasladen el movimiento hasta las articulaciones situadas en el extremo del robot.

Reductores en Sistemas Robóticos

Los reductores adaptan el par y la velocidad de salida del actuador a los valores adecuados para el movimiento de los eslabones del robot. Son específicos para robots de bajo peso, tamaño y rozamiento. Su capacidad de reducción es elevada en un solo paso, con mínimo momento de inercia y holgura, y alta rigidez torsional.