Educacion |
|
Los robots han apareciendo en los salones de clases de tres distintas
formas. Primero, los programas educacionales utilizan la simulación de
control de robots como un medio de enseñanza. Un ejemplo palpable es la
utilización del lenguaje de programación del robot Karel, el cual es
un subconjunto de Pascal; este es utilizado por la introducción a la
enseñanza de la programación.
El segundo y de uso más común es el uso del robot tortuga en conjunción
con el lenguaje LOGO para enseñar ciencias computacionales. LOGO fue
creado con la intención de proporcionar al estudiante un medio natural
y divertido en el aprendizaje de las matemáticas.
En tercer lugar está el uso de los robots en los salones de clases. Una
serie de manipuladores de bajo costo, robots móviles, y sistemas
completos han sido desarrollados para su utilización en los
laboratorios educacionales. Debido a su bajo costo muchos de estos
sistemas no poseen una fiabilidad en su sistema mecánico, tienen poca
exactitud, no existen los sensores y en su mayoría carecen de software.
|
|
|
|
Transferencia
de Material |
|
Las aplicaciones de transferencia de material se definen
como operaciones en las cuales el objetivo primario es mover una pieza
de una posición a otra. Se suelen considerar entre las operaciones más
sencillas o directas de realizar por los robots. Las aplicaciones
normalmente necesitan un robot poco sofisticado, y los requisitos de
enclavamiento con otros equipos son típicamente simples.
|
|
|
|
Carga
y descarga de Maquinas |
Estas
aplicaciones son de manejos de material en las que el robot se utiliza
para servir a una máquina de producción transfiriendo piezas a/o desde
las máquinas. Existen tres casos que caen dentro de ésta categoría de
aplicación:
Carga/Descarga
de Máquinas. El robot carga una pieza de trabajo en bruto en el
proceso y descarga una pieza acabada. Una operación de mecanizado es un
ejemplo de este caso.
- Carga
de máquinas. El
robot debe de cargar la pieza de trabajo en bruto a los materiales
en las máquinas, pero la pieza se extrae mediante algún otro
medio. En una operación de prensado, el robot se puede programar
para cargar láminas de metal en la prensa, pero las piezas
acabadas se permite que caigan fuera de la prensa por gravedad.
- Descarga
de máquinas. La
máquina produce piezas acabadas a partir de materiales en bruto
que se cargan directamente en la máquina sin la ayuda de robots.
El robot descarga la pieza de la máquina. Ejemplos de ésta
categoría incluyen aplicaciones de fundición de troquel y
moldeado plástico.
|
|
|
Operaciones
de procesamiento |
|
Además de las aplicaciones de manejo de piezas, existe una gran clase
de aplicaciones en las cuales el robot realmente efectúa trabajos sobre
piezas. Este trabajo casi siempre necesita que el efector final del
robot sea una herramienta en lugar de una pinza.
Por
tanto la utilización de una herramienta para efectuar el trabajo es una
característica distinta de este grupo de aplicaciones. El tipo de
herramienta depende de la operación de procesamiento que se realiza.
Soldadura
por puntos.
Como el término lo sugiere, la soldadura por puntos es un proceso en el
que dos piezas de metal se soldan en puntos localizados al hacer pasar
una gran corriente eléctrica a través de las piezas donde se efectúa
la soldadura.
Soldadura
por arco continua.
La soldadura por arco es un
proceso de soldadura continua en oposición a la soldadura por punto que
podría llamarse un proceso discontinuo. La soldadura de arco continua
se utiliza para obtener uniones largas o grandes uniones soldadas en las
cuales, a menudo, se necesita una cierre hermético entre las dos piezas
de metal que se van a unir. El proceso utiliza un electrodo en forma de
barra o alambre de metal para suministrar la alta corriente eléctrica
de 100 a 300 amperes.
|
|
|
Recubrimiento
con spray |
La mayoría de los productos fabricados de materiales metálicos
requieren de alguna forma de acabado de pintura antes de la entrega al
cliente. La tecnología para aplicar estos acabados varia en la
complejidad desde métodos manuales simples a técnicas automáticas
altamente sofisticadas. Se dividen los métodos de recubrimiento
industrial en dos categorías:
-
Métodos
de recubrimiento de flujo e inmersión.
-
Métodos
de recubrimiento al spray.
Los métodos de recubrimiento mediante flujo de inmersión se suelen
considerar que son métodos de aplicar pintura al producto de baja
tecnología. La inmersión simplemente requiere sumergir la pieza o
producto en un tanque de pintura liquida.
|
|
|
Otras
operaciones de proceso |
|
Además de la soldadura por punto, la soldadura por arco, y el
recubrimiento al spray existe una serie de otras aplicaciones de robots
que utilizan alguna forma de herramienta especializada como efector
final. Operaciones que están en ésta categoría incluyen:
-
Taladro,
acanalado, y otras aplicaciones de mecanizado.
-
Rectificado,
pulido, desbarbado, cepillado y operaciones similares.
-
Remachado,
Corte por chorro de agua.
-
Taladro
y corte por láser.
|
|
|
|
Laboratorios |
|
Los robots están encontrando un gran número de aplicaciones en los
laboratorios. Llevan acabo con efectividad tareas repetitivas como la
colocación de tubos de pruebas dentro de los instrumentos de medición.
En ésta etapa de su desarrollo los robots son utilizados para realizar
procedimientos manuales automatizados. Un típico sistema de preparación
de muestras consiste de un robot y una estación de laboratorio, la cual
contiene balanzas, dispensarios, centrifugados, racks de tubos de
pruebas, etc.
Las muestras son movidas desde la estación de laboratorios por el robot
bajo el control de procedimientos de un programa.
Los fabricantes de estos sistemas mencionan tener tres ventajas sobre la
operación manual: incrementan la productividad, mejoran el control de
calidad y reducen la exposición del ser humano a sustancias químicas
nocivas.
Las aplicaciones subsecuentes incluyen la medición del pH, viscosidad,
y el porcentaje de sólidos en polímeros, preparación de plasma humano
para muestras para ser examinadas, calor, flujo, peso y disolución de
muestras para presentaciones espectromáticas.
|
|
|
|
Manipuladores
Cinematicos |
La tecnología robótica encontró su primer aplicación en la industria
nuclear con el desarrollo de teleoperadores para manejar material
radiactivo. Los robots más recientes han sido utilizados para soldar a
control remoto y la inspección de tuberías en áreas de alta radiación.
El accidente en la planta nuclear de Three Mile Island en Pennsylvania
en 1979 estimuló el desarrollo y aplicación de los robots en la
industria nuclear. El reactor numero 2 (TMI-2) perdio su enfriamiento, y
provocó la destrucción de la mayoría del reactor, y dejo grandes áreas
del reactor contaminadas, inaccesible para el ser humano. Debido a los
altos niveles de radiación las tareas de limpieza solo eran posibles
por medios remotos. Varios robots y vehículos controlados remotamente
han sido utilizados para tal fin en los lugares donde ha ocurrido una
catástrofe de este tipo. Ésta clase de robots son equipados en su
mayoría con sofisticados equipos para detectar niveles de radiación, cámaras,
e incluso llegan a traer a bordo un minilaboratorio para hacer pruebas.
|
|
|
Agricultura |
|
Para muchos la idea de tener un robot agricultor es ciencia ficción,
pero la realidad es muy diferente; o al menos así parece ser para el
Instituto de Investigación Australiano, el cual ha invertido una gran
cantidad de dinero y tiempo en el desarrollo de este tipo de robots.
Entre sus proyectos se encuentra una máquina que esquila a la ovejas.
La trayectoria del cortador sobre el cuerpo de las ovejas se planea con
un modelo geométrico de la oveja.
Para compensar el tamaño entre la oveja real y el modelo, se tiene un
conjunto de sensores que registran la información de la respiración
del animal como de su mismo tamaño, ésta es mandada a una computadora
que realiza las compensaciones necesarias y modifica la trayectoria del
cortador en tiempo real.
Debido a la escasez de trabajadores en los obradores, se desarrolla otro
proyecto, que consiste en hacer un sistema automatizado de un obrador,
el prototipo requiere un alto nivel de coordinación entre una cámara
de vídeo y el efector final que realiza en menos de 30 segundos ocho
cortes al cuerpo del cerdo.
Por su parte en Francia se hacen aplicaciones de tipo experimental para
incluir a los robots en la siembra, y poda de los viñedos, por ejemplo.
|
|
|
|
Espacio |
La exploración espacial posee problemas especiales para el uso de
robots. El medio ambiente es hostil para el ser humano, quien requiere
un equipo de protección muy costoso tanto en la Tierra como en el
Espacio. Muchos científicos han hecho la sugerencia de que es necesario
el uso de Robots para continuar con los avances en la exploración
espacial; pero como todavía no se llega a un grado de automatización
tan precisa para ésta aplicación, el ser humano aún no ha podido ser
reemplazado por estos. Por su parte, son los teleoperadores los que han
encontrado aplicación en los transbordadores espaciales.
En Marzo de 1982 el transbordador Columbia fue el primero en utilizar
este tipo de robots, aunque el ser humano participa en la realización
del control de lazo cerrado.
Algunas investigaciones están encaminadas al diseño, construcción y
control de vehículos autónomos, los cuales llevarán a bordo complejos
laboratorios y cámaras muy sofisticadas para la exploración de otros
planetas.
En Noviembre de 1970 los Rusos consiguieron el alunizaje del Lunokhod 1,
el cual poseía cámaras de televisión, sensores y un pequeño
laboratorio, era controlado remotamente desde la tierra.
En Julio de 1976, los Norteamericanos aterrizaron en Marte el Viking 1,
llevaba abordo un brazo robotizado, el cual recogía muestras de piedra,
tierra y otros elementos las cuales eran analizados en el laboratorio
que fue acondicionado en el interior del robot. Por supuesto también
contaba con un equipo muy sofisticado de cámaras de vídeo.
|
|
|
Vehiculos |
La mayoría de los robots usan ya sea ruedas o extremidades para
moverse. Estas son usualmente montadas sobre una base para formar un vehículo,
también se montan sobre ésta base, el equipo y los accesorios que
realizan otras funciones. Los robots más versátiles son los robots "serpentina";
llamados así por que su locomoción se inspira en el movimiento de las
serpientes; se pueden utilizar en terrenos subterráneos y de espacios
reducidos, donde el hombre no tiene acceso y el medio ambiente no es el
más propicio, como en las minas, túneles y ductos.
Algunos robots móviles tienen brazos manipuladores, esto es debido a
sus funciones, y por otro lado la problemática de carecer de brazos idóneos;
que tienen que ser pequeños, fuertes, eficientes y baratos. Un problema
al cuál se enfrentan los diseñadores de robots, es la generación y
almacenado de la energía; los cordones restringen el movimiento pero
proveen energía ilimitada.
En contraste los robots con libre movimiento son limitados por su
cantidad de energía que puedan almacenar y requieren de comunicación
inalámbrica.
En la medida que los robots sean más sofisticados, serán utilizados en
un mayor número de aplicaciones, muchas de las cuáles requieren
movilidad. En algunas aplicaciones industriales, la necesidad de
movilidad es eliminada por la construcción de células de trabajo
alrededor del robot, de ésta manera un robot fijo puede dar servicio a
varias máquinas. En estos sistemas de manufactura flexible (SMF) las
partes son llevadas de una célula de trabajo a otra por vehículos autómatas.
En ocasiones para limitar el movimiento del robot se monta sobre rieles
para así llegar hasta las células de trabajo con menos complicaciones.
La movilidad es usualmente llevada acabo mediante ruedas, rieles ó
extremidades. Los robots con extremidades pueden andar en terrenos más
rugosos que los robot con rodado, pero el problema de control es más
complejo. Los robots pueden alcanzar movilidad volando. Algunos se
deslizan ligeramente sobre la tierra o conductos de aire; otros usan
levitación magnética, para lo que se requieren superficies
especialmente preparadas.
|
|
|
Vehiculos
submarinos |
Dos eventos durante el verano de 1985 provocaron el incremento por el
interés de los vehículos submarinos. En el primero - Un avión de la
Air Indian se estrelló en el Océano Atlántico cerca de las costas de
Irlanda - un vehículo submarino guiado remotamente, normalmente
utilizado para el tendido de cable, fue utilizado para encontrar y
recobrar la caja negra del avión. El segundo fue el descubrimiento del
Titanic en el fondo de un cañón, donde había permanecido después del
choque con un iceberg en 1912, cuatro kilómetros abajo de la
superficie. Un vehículo submarino fue utilizado para encontrar,
explorar y filmar el hallazgo.
En la actualidad muchos de estos vehículos submarinos se utilizan en la
inspección y mantenimiento de tuberías que conducen petróleo, gas o
aceite en las plataformas oceánicas; en el tendido e inspección del
cableado para comunicaciones, para investigaciones geológicas y geofísicas
en el suelo marino.
La tendencia hacia el estudio e investigación de este tipo de robots se
incrementará a medida que la industria se interese aún más en la
utilización de los robots, sobra mencionar los beneficios que se
obtendrían si se consigue una tecnología segura para la exploración
del suelo marino y la explotación del mismo.
|
|
|