Robótica Industrial: Clasificación, Componentes, Programación y Seguridad

Robótica Industrial

1. ¿Qué es la robótica industrial?

Es una estructura mecánica capaz de realizar movimientos diversos y variados, y programable con funciones autónomas, automáticas y flexibles.

2. ¿Cuál es la clasificación tecnológica?

• Manipulador simple: nivel de automatización pequeño o nulo.
• Robots secuenciales: manipulador cuyas etapas operan secuencialmente.
• Robot programable: manipulador reprogramable.
• Robot inteligente: decide su comportamiento a través de su capacidad sensorial.

3. ¿Cuáles son los campos de aplicación?

Soldadura, manipulación, mecanizado, montaje y ensamblado.

4. ¿Qué ventajas representa la robótica?

Reducción de costes, aumento de la productividad, mejora de la calidad y eliminación de condiciones peligrosas.

5. ¿En qué partes estructurales se divide un robot industrial y cuáles son sus funciones?

• Articulaciones: son mecanismos que dan movimiento relativo entre elementos rígidos.
• Brazo: es la estructura básica para conseguir un posicionamiento en el espacio.
• Muñeca: es la estructura básica para la orientación del elemento terminal.

6. ¿Cuál es la diferencia entre la articulación prismática y la articulación de rotación?

• Articulación prismática: permite el desplazamiento lineal de un elemento en la dirección de un eje.
• Articulación de rotación: permite el giro de un elemento alrededor de un eje.

7. Clasificación de morfologías de brazo / estructuras estándar

• Estructura cartesiana: puede realizar 3 movimientos de traslación mediante 3 articulaciones prismáticas perpendiculares entre sí.
• Estructura cilíndrica: de características similares a la anterior, pero la primera articulación gira sobre la base en lugar de desplazarse.
• Estructura esférica: las 2 primeras articulaciones son de rotación, mientras que la tercera es prismática.
• Estructura articulada o angular: las 3 articulaciones son de rotación, lo que posibilita alcanzar zonas de difícil acceso para las demás estructuras estándar.
• Estructura SCARA: las articulaciones son de rotación, pero a diferencia del robot de estructura articulada, giran sobre el plano de trabajo.
• Estructura paralela: robot cuyos brazos están formados por articulaciones prismáticas concurrentes en articulaciones esféricas o rotativas.

8. ¿Qué tipos de energía utiliza un robot?

• Energía neumática: se basa en energía de aire comprimido.
• Energía hidráulica: energía para grandes potencias.
• Energía eléctrica: se basa en el uso de la electricidad.

9. ¿Cuál es la función del actuador?

Son elementos que hacen que el robot realice acciones; existen varios tipos.

10. ¿Cuál es la función del reductor?

Son cadenas cinemáticas que se acoplan al motor para reducir o aumentar su velocidad y su par.

11. Indica algunos elementos de transmisión

Cadenas, correas, juntas Cardan, piñón-cremallera, husillos.

12. ¿Cuál es la diferencia entre detector y sensor?

Los detectores dan señales TTL/NPN 1/0, 24V/0V; los sensores son señales eléctricas de 0V a 10V.

13. Indica 3 tipos de detectores de posición

Señales lineales:

• Ópticos: detectan una haz de luz emitido por ellos mismos.
• Inductivos: detectan objetos metálicos.

Sensores de rotación

• Capacitivos: detectan cualquier tipo de objeto.
• Encoder absoluto

14. Indica 5 tipos de terminales

Antorcha de soldadura, pinza de soldadura por puntos, herramienta de corte por chorro de agua, herramienta de pulido de superficie, pinzas neumáticas.

15. Enumera algunas de las funciones del controlador

Regulación angular, posicionamiento y esfuerzos de los ejes, control de E/S, programación.

16. ¿Para qué sirven las entradas/salidas del controlador?

Para interactuar con el exterior, enviar órdenes a distintos actuadores y recibir datos de los captadores.

17. ¿Qué es o cuál es la función de la consola de programación?

Interfaz (sistema de comunicación), programación, comunicación con el usuario y gestión de programas, E/S, movimientos y parámetros.

18. ¿Cuál es la función de los resolvers?

Recogen nuevos datos de posición continuamente de los ejes del robot.

20. ¿Qué es el área de trabajo?

Es cuando los ejes del robot se llevan a cabo en sus extremos, sin quedar restringidos físicamente, y se unen todos sus puntos límite.

21. ¿Qué significa punto de accesibilidad total?

Es donde el robot se posiciona con todas sus orientaciones posibles.

22. ¿Qué significa capacidad de carga de un robot?

Es el peso que es capaz de transportar. La distancia o tamaño de la pieza pesa en el momento de inercia, con lo que la carga a transportar el peso será inferior.

23. ¿Qué relación hay entre velocidad y distancia a recorrer?

Si la distancia y potencia no son suficientes, nunca alcanzará la velocidad programada; necesita tiempo de aceleración y deceleración.

24. Explica los conceptos precisión, repetibilidad y resolución

• Precisión: diferencia entre el modelo y las medidas del robot.
• Repetibilidad: dato que ofrecen los fabricantes y ser la medida suficiente.
• Resolución: incremento mínimo de movimiento en que se divide el volumen de trabajo del robot.

25. ¿Qué significa el término layout?

Esquema de distribución de los elementos en la planta.

26. ¿Cuál es la diferencia entre un robot fijo y otro móvil?

• Robot fijo: posición fija y elemento a trabajar llega en un sistema de transporte.
• Robot móvil: va sobre un carril de esta manera, el robot le puede seguir a la pieza y trabajar en ella.

27. Enumera algunas funciones que debe realizar un sistema de control del robot

• Interfaz con el usuario
• Control y coordinación de todos los dispositivos
• Detección, tratamiento y recuperación de optimización del funcionamiento.

28. Realiza un esquema de los modos de programación

Modo de programación

On-line:

• Activo: el programa mueve las articulaciones del robot con ayuda de la consola, y va guardando las posiciones. Desde la consola se puede realizar un programa completo, pero es una tarea lenta. La mayor desventaja es que, mientras se está programando, el robot no está produciendo.
• Pasivo: el programador mueve la estructura del robot con los actuadores desconectados. El controlador guarda los puntos por los que pasa. Cuando el robot es muy pesado se utiliza el método «makina».

Off-line:

• Explícita: no necesita del robot físicamente. Se programa desde un PC en el código facilitado por el fabricante.
• Por modelo geométrico:
  • Programación manual: el programador genera trayectorias, especificando posiciones virtualmente (necesita el diseño de la célula en 3D). El código resultante mediante el método explícito.
  • Programación automática: el programador indica las superficies o líneas que el robot debe seguir y el software genera automáticamente las trayectorias.
  • Programación implícita: genera automáticamente tanto trayectorias como códigos resultantes.

29. Enumera algunos riesgos específicos de los robots

Riesgo de colisión hombre-máquina, riesgo de proyección, riesgo de atrapamiento y riesgos tradicionales.

30. ¿Qué sistema de seguridad suelen tener los robots en caso de un atrapamiento?

Los robots disponen de pulsadores que liberan los frenos de los ejes.

31. Enumera las posibles fuentes de riesgo de los robots industriales

• Errores de control y mando: averías en circuitos y defectos en la memoria RAM.
• Acceso no utilizado.
• Errores humanos: por falta de conocimientos y por demasiada familiarización o confianza.

32. ¿Cuál es la finalidad de los finales de carrera que llevan los robots en cada articulación?

Como elemento de seguridad, los llevan para la limitación de las articulaciones.

33. Si un robot utiliza una pinza como terminal, ante una parada de emergencia, ¿qué ocurre con la pinza si esta se encuentra abierta? ¿Y si se encuentra cerrada?

Se queda como está, manteniendo la posición.

34. ¿Qué sistema de seguridad suele tener la botonera portátil?

«Hombre muerto»: tenemos que tener pulsado para mover el robot.

35. ¿La zona de trabajo del robot debe estar protegida? ¿Cómo?

Sí, debe estar limitada por barreras materiales; puede que en alguna zona la protección se haga con barreras inmateriales (detectores de barrera).

36. ¿Puede estar alguien dentro de la zona de trabajo cuando el robot está trabajando?

Por lo general está prohibido. En algún caso especial, el operario tendría que tener un permiso especial para el acceso.