La robótica detenta un enorme potencial capaz de incidir en la transformación de diversos aspectos de la vida cotidiana de la humanidad. Desde hace décadas hemos visto cómo en el ámbito industrial la robótica ha ayudado crear novedosos procesos de producción con un mínimo de intervención humana en áreas que en épocas pasadas habían generado enfermedades laborales e incluso la muerte de trabajadores.
En la medicina contemporánea los robots juegan un papel fundamental permitiendo realizar estudios e intervenciones en áreas del cuerpo a las que era imposible acceder con las manos humanas, todo ello con un alto nivel de precisión y seguridad, lo que ha permitido recuperar la salud y tener una mayor calidad de vida a millones de personas en diferentes regiones del planeta.
En los últimos años hemos podido vivir la experiencia de ensayos con robots en hospitales, escuelas, universidades, centros comerciales, tiendas y supermercados y hasta en residencias para mayores, donde brindan servicios especializados que facilitan las labores cotidianas de las personas, algo que seguramente será masivo en un futuro cercano.
Todo esto es posible gracias al desarrollo que ha experimentado la ciencia de la robótica en las últimas décadas, que sus especiales características han ayudado a la humanidad a tener una vida mejor. Seguidamente explicamos todo sobre la robótica y sus características fundamentales:
Grados de Libertad del robot
Esta característica de los robots se define como la capacidad de movimiento giratorio o de desplazamiento que tiene, también hace referencia a los parámetros necesarios para determinar la orientación y posicionamiento del brazo articulado de los robots industriales de posición fija; la escala de grados de libertad indica la capacidad de flexibilidad que tiene el robot o su elemento terminal.
El grado de libertad 6, el cual poseen la mayoría de los robots dedicados a labores industriales, es el estándar para los robots modernos, los primeros tres grados se emplean para determinar la posición de brazo en el área de trabajo y los restantes tres grados se emplean para determinar su orientación, el aumento en los grados de libertad indica que el robot posee mayor flexibilidad en el posicionamiento de su brazo terminal.
En los últimos años se han creado robots industriales con movimiento autónomo que realizan labores complejas como montaje en líneas de producción o soldadura, los cuales requieren un mayor grado de libertad, mientras que los que realizan labores autónomas más sencillas como paletización o pintura requieren solamente 4 o 5 grados de libertad.
Zonas de trabajo y dimensiones del brazo o manipulador
Las dimensiones necesarias de los componentes del brazo o manipulador unido a los grados de libertad determinan la zona de trabajo de un robot, una característica esencial a tomar en cuenta en la selección e implementación del robot adecuado a las labores a desempeñar. La zona de trabajo está delimitada por algunos aspectos entre los que resaltan:
- La accesibilidad del aprehensor o herramienta ubicada en el elemento terminal.
- Ángulo de inclinación para orientación vertical.
- Límites de giro o desplazamiento de brazos articulados.
Capacidad de carga
Se define como capacidad de carga la cantidad de kilogramos (peso) que puede ser transportado por la herramienta de agarre del brazo o manipulador, esta característica la define el fabricante del robot y está ligada al peso de la herramienta de agarre.
La capacidad de carga es una de las características a considerar al momento de seleccionar un modelo de robot para labores industriales, en las labores de mecanizado o soldadura, por ejemplo, se emplean robots con capacidad de carga superior a los 50 kg, en otras labores pueden emplearse robots con capacidades muy superiores.
Funciones de Exactitud y Repetibilidad
- Resolución: muchas veces los sistemas digitales y otros factores hacen que solo estén disponibles un limitado número de posiciones, por lo que usuario debe ajustar las coordenadas a la posición discreta que más se ajuste a las necesidades de funcionamiento del robot.
- Cinemática del error modelado: los cálculos sobre ángulos de juntura pueden tener en algunas ocasiones pequeños errores, esto se debe a que el modelo de la cinemática del robot no lo empareja con total exactitud.
- Errores en la calibración: durante el proceso de calibración la posición determinada puede estar ligeramente desorientada, esto produce un error en la posición calculada.
- Errores de azar: durante las operaciones del robot se pueden presentar problemas causados por fricción, expansión termal, fallas estructurales, etc., que muchas veces pueden causar variaciones en la posición calculada.
Exactitud de punto
La exactitud de punto mide la distancia entre la posición calculada y la posición real del manipulador del robot, es decir permite conocer cómo se consigue ubicar al robot en el punto deseado para que pueda cumplir eficientemente sus labores.
La forma más eficiente para determinar la exactitud de punto es en fuera de línea (offline) programado, ya que en ese momento se pueden tomar las coordenadas absolutas.
Repetibilidad
La repetibilidad mide cómo el movimiento del manipulador del robot se ubica en la misma posición en cada movimiento, generalmente las variaciones que se presentan son resultado de errores accidentales o aleatorios.
Resolución espacial
Esta característica indica el aumento más pequeño de movimiento en que un robot puede dividir su intensidad de trabajo; la resolución espacial está ligada a los sistemas que controlan la resolución, así como a las inexactitudes mecánicas que posee el robot.
Velocidad
La velocidad indica la capacidad que tiene el robot para realizar las tareas para las que ha sido diseñado en una menor cantidad de tiempo, por lo general la velocidad va a depender del tipo de labor a realizar; en labores de manipulación de piezas o productos y en soldadura las velocidades de trabajo requeridas son altas; mientras que las labores de pintura y mecanizado la velocidad tiende a ser media o baja.
Programabilidad
Los componentes controladores fabricados con micro y nanoelectrónica incluidos en los módulos de control de los robots industriales permiten una programación eficiente del robot en cuanto a su espacio de trabajo, su velocidad y aceleración, pausas y temporizaciones, sincronización y funciones de seguridad.
