Que é un robot industrial?

O primeiro do mundorobot industrialnaceu nos Estados Unidos en 1962. O enxeñeiro estadounidense George Charles Devol, Jr. propuxo "un robot que pode responder de forma flexible á automatización mediante o ensino e a reprodución". A súa idea provocou unha faísca co empresario Joseph Frederick Engelberger, coñecido como o "pai dos robots", e polo tanto orobot industrialchamado "Unimate (= un compañeiro de traballo con capacidades universais)" naceu.
Segundo a norma ISO 8373, os robots industriais son manipuladores de articulacións múltiples ou robots de varios graos de liberdade para o ámbito industrial. Os robots industriais son dispositivos mecánicos que realizan traballos automaticamente e son máquinas que dependen da súa propia potencia e capacidades de control para acadar diversas funcións. Pode aceptar comandos humanos ou executarse segundo programas preprogramados. Os robots industriais modernos tamén poden actuar segundo os principios e directrices formulados pola tecnoloxía de intelixencia artificial.
As aplicacións típicas dos robots industriais inclúen a soldadura, pintura, montaxe, recollida e colocación (como embalaxe, paletización e SMT), inspección e proba de produtos, etc.; todo o traballo complétase con eficiencia, durabilidade, velocidade e precisión.
As configuracións de robots máis utilizadas son os robots articulados, os robots SCARA, os robots delta e os robots cartesianos (robots aéreos ou robots xyz). Os robots presentan distintos graos de autonomía: algúns robots están programados para realizar accións específicas repetidamente (accións repetitivas) fielmente, sen variación e con gran precisión. Estas accións están determinadas por rutinas programadas que especifican a dirección, aceleración, velocidade, desaceleración e distancia dunha serie de accións coordinadas. Outros robots son máis flexibles, xa que poden ter que identificar a localización dun obxecto ou mesmo a tarefa que se vai realizar sobre o obxecto. Por exemplo, para obter unha orientación máis precisa, os robots adoitan incluír subsistemas de visión artificial como sensores visuais, conectados a potentes ordenadores ou controladores. A intelixencia artificial, ou calquera cousa que se confunda con intelixencia artificial, estase a converter nun factor cada vez máis importante nos robots industriais modernos.
George Devol propuxo por primeira vez o concepto de robot industrial e solicitou unha patente en 1954. (A patente foi concedida en 1961). En 1956, Devol e Joseph Engelberger cofundaron Unimation, baseándose na patente orixinal de Devol. En 1959, o primeiro robot industrial de Unimation naceu nos Estados Unidos, inaugurando unha nova era de desenvolvemento de robots. Posteriormente, Unimation cedeu a licenza da súa tecnoloxía a Kawasaki Heavy Industries e GKN para producir robots industriais Unimates en Xapón e Reino Unido, respectivamente. Durante un período de tempo, o único competidor de Unimation foi Cincinnati Milacron Inc. en Ohio, EUA. Porén, a finais da década de 1970, esta situación cambiou fundamentalmente despois de que varios grandes conglomerados xaponeses comezasen a producir robots industriais similares. Os robots industriais despegaron bastante rápido en Europa, e ABB Robotics e KUKA Robotics sacaron robots ao mercado en 1973. A finais dos anos 70, o interese pola robótica foi crecendo, e moitas empresas estadounidenses entraron no campo, incluíndo grandes empresas como General Electric e General Motors (cuxa empresa conxunta coa xaponesa FANUC Robotics foi formada por FANUC). As startups estadounidenses incluíron Automatix e Adept Technology. Durante o boom da robótica en 1984, Unimation foi adquirida por Westinghouse Electric por 107 millóns de dólares. Westinghouse vendeu Unimation a Stäubli Faverges SCA en Francia en 1988, que aínda fabrica robots articulados para aplicacións industriais e salas limpas en xeral, e mesmo adquiriu a división de robótica de Bosch a finais de 2004.

Definir parámetros Editar número de eixes: son necesarios dous eixes para chegar a calquera lugar do plano; son necesarios tres eixes para chegar a calquera lugar do espazo. Para controlar completamente o apuntamento do brazo final (é dicir, o pulso), son necesarios outros tres eixes (panorama, cabeceo e rolo). Algúns deseños (como os robots SCARA) sacrifican o movemento polo custo, a velocidade e a precisión. Graos de liberdade: normalmente o mesmo que o número de eixes. Sobre de traballo: a área no espazo que pode alcanzar o robot. Cinemática: a configuración real dos elementos e articulacións do corpo ríxido do robot, que determina todos os movementos posibles do robot. Os tipos de cinemática do robot inclúen articulado, cardánico, paralelo e SCARA. Capacidade ou capacidade de carga - Canto peso pode levantar o robot. Velocidade: a rapidez con que o robot pode poñer a súa posición do brazo final en posición. Este parámetro pódese definir como a velocidade angular ou lineal de cada eixe, ou como unha velocidade composta, é dicir, en termos de velocidade do brazo final. Aceleración: a rapidez que pode acelerar un eixe. Este é un factor limitante, xa que é posible que o robot non poida alcanzar a súa velocidade máxima ao realizar movementos curtos ou camiños complexos con frecuentes cambios de dirección. Precisión: ata que punto pode chegar o robot á posición desexada. A precisión mídese como a distancia que está a posición absoluta do robot da posición desexada. A precisión pódese mellorar usando dispositivos de detección externos, como sistemas de visión ou infravermellos. Reproducibilidade - Que tan ben volve un robot a unha posición programada. Isto é diferente da precisión. Pódese dicir que vaia a unha determinada posición XYZ e só vai a 1 mm desa posición. Este é un problema de precisión e pódese corrixir coa calibración. Pero se esa posición se ensina e gárdase na memoria do controlador e volve a estar dentro de 0,1 mm da posición ensinada cada vez, entón a súa repetibilidade está dentro de 0,1 mm. A precisión e a repetibilidade son métricas moi diferentes. A repetibilidade adoita ser a especificación máis importante para un robot e é similar á "precisión" na medida, con referencia á exactitude e precisión. A ISO 9283[8] establece métodos para medir a precisión e a repetibilidade. Normalmente, o robot envíase varias veces a unha posición ensinada, cada vez pasando a outras catro posicións e volvendo á posición ensinada, e mídese o erro. A repetibilidade cuantificase entón como a desviación estándar destas mostras en tres dimensións. Por suposto, un robot típico pode ter erros de posición que superan a repetibilidade, e isto pode ser un problema de programación. Ademais, as diferentes partes da envolvente de traballo terán unha repetibilidade diferente e a repetibilidade tamén variará coa velocidade e a carga útil. A norma ISO 9283 especifica que a precisión e a repetibilidade deben medirse á velocidade máxima e á carga útil máxima. Non obstante, isto produce datos pesimistas, xa que a precisión e repetibilidade do robot serán moito mellores con cargas e velocidades máis lixeiras. A repetibilidade nos procesos industriais tamén se ve afectada pola precisión do terminador (como unha pinza) e mesmo polo deseño dos "dedos" da pinza que se usan para coller o obxecto. Por exemplo, se un robot colle un parafuso pola cabeza, o parafuso pode estar nun ángulo aleatorio. É probable que fallen os intentos posteriores de colocar o parafuso no orificio do parafuso. Situacións como estas poden mellorarse mediante "características de entrada", como facer que a entrada do buraco sexa afilada (chaflanada). Control de movemento: para algunhas aplicacións, como operacións de montaxe simples de selección e colocación, o robot só precisa ir e vir entre un número limitado de posicións pre-enseñadas. Para aplicacións máis complexas, como soldar e pintar (pintura por pulverización), o movemento debe controlarse continuamente ao longo dun camiño no espazo cunha orientación e velocidade especificadas. Fonte de enerxía: algúns robots usan motores eléctricos, outros usan actuadores hidráulicos. O primeiro é máis rápido, o segundo é máis potente e é útil para aplicacións como pintar onde as faíscas poden provocar explosións; con todo, o aire a baixa presión no interior do brazo impide a entrada de vapores inflamables e outros contaminantes. Unidade: algúns robots conectan os motores ás articulacións mediante engrenaxes; outros teñen os motores conectados directamente ás articulacións (accionamento directo). O uso de engrenaxes dá lugar a unha "reflexión" medible, que é o movemento libre dun eixe. Os brazos robóticos máis pequenos adoitan empregar motores de corrente continua de baixa velocidade e de torque, que normalmente requiren relacións de transmisión máis altas, que teñen a desvantaxe da holgura, e nestes casos adoitan utilizarse reductores de engrenaxes harmónicos. Conformidade: é unha medida da cantidade de ángulo ou distancia que pode mover unha forza aplicada a un eixe do robot. Debido á conformidade, o robot moverase lixeiramente máis baixo cando leva unha carga útil máxima que cando non leva carga útil. O cumprimento tamén afecta a cantidade de sobrecarga nas situacións nas que a aceleración debe reducirse cunha carga útil elevada.