CARRERA: Ingenería en Sistemas Computacionales
MAESTRA: Angélica Ramírez Salazar
Resumen.
En los antecedentes históricos de la robótica encontramos, lo principal de todo la pregunta ¿Qué es la robótica?. Ahí encontraran la respuesta, también encontrara cual fue su primera invención o creación y quien lo hiso, hasta hoy en día, también podemos encontrar la necesidad de su invención. En otro tema de este documento encontramos los objetivos de la robótica industrial, ahí podemos encontrar motivos para utilizar robots, ¿Qué es un robot o un ser humano?, ¿Quién se desempeña mejor en el campo laboral robot o humano? , cuales son sus diferentes usos en la industria moderna y por ultimo en ese tema incluye la estructura de un robot industrial descrita parte a parte y para que la utiliza el robot. El último tema de este documento pero no menos interesante, es el de aplicaciones e impacto de la robótica en nuestra vida, contiene el como se utiliza el robot en las industrias y también viene un poco de historia de que era lo que hacían los robots antes de lo que hoy en día son capaces de ejecutar. Los impactos de la robótica generan subtemas los cuales destacan el Impacto en la Educación, Impacto en la Automatización Industrial e Impacto en la competitividad, descritas brevemente en este documento.
Introducción.
Este tema que he elegido me interesa mucho porque es un tema nuevo y que ahorita anda revolucionando las industrias y empresas en todo el planeta, aparte de que este tema habla de tecnología también es un tema polémico ya que gracias a la robótica se dice que muchos trabajadores han perdido sus puesto ya que un robot los ha suplantado, claro que también se dice que se a hecho mucho mas eficiente y con menos rango de errores en los productos que fabrican los robots que con hombres trabajando para ellos.
Ya que quisiera saber como fue evolucionando la tecnología para elaborar estos robots, también quisiera saber la historia de la robótica ya que nunca e sabido desde que fecha o época han existido o mejor dicho desde que tiempo se ha inventado la robótica, si son caros o que si esta tecnología empleada en industrias hacen que contraten menos hombres o en la mayoría de los casos despidan a trabajadores, también me gustaría saber que será mejor si un robots o varios hombres laborando en una empresa.
Historia y Evolución de la Robótica.
Primero que nada y antes de la historia quiero dejar en claro que es la robótica para mi la robótica es una ciencia que construye y diseña aparatos o sistemas que realizan trabajos como los hacemos los seres humanos, una definición que me gusto mucho ya que es la definición de robótica industrial que ese es el tema principal es “Es la parte de la Ingeniería que se dedica a la construcción de máquinas capaces de realizar tareas mecánicas y repetitivas de una manera muy eficiente y con costes reducidos”(Angulo, 1992, p.17).
Todos los seres humanos siempre hemos sentido la fascinación y la atracción por maquinas que imitan movimientos, acciones o comportamientos de los seres humanos.
La historia de la robótica comienza con la imagen de un robot que es como una maquina a semejanza del ser humano, la palabra robot es una palabra checa y la usaron por primera vez el escritor Karel Capek en 1917, pero el no le decía así a lo que hoy en día conocemos como robots si no que así le decía a sus obras de arte que eran maquinas en forma de humanos.
La robótica en si tiene comienzos muy antiguos ya que siempre hubo inventores como Arquímedes que el invento el Tornillo y el resorte, otros mas que fueron artesanos y los gremios que hicieron la relojería, ustedes se preguntaran que tiene que ver la relojería en todo esto pero bueno si se ponen a pensar en como hacen que se muevan los robot que son animales o personas para que parezcan tan reales, todo eso es gracias a los mecanismos de los relojes, también en las películas de cineastas donde se hablaba de la robótica pero bueno eso no es lo que aquí buscamos si no la verdadera robótica que eso son mecanismos con circuitos, electricidad y cables, la documento hablaremos de la historia de la robótica en la industria así que todo esto se conoce y se empleo hace poco en las décadas del siglo XX y esto surgió como una necesidad por las empresas no por una tendencia o una afición de ser seres vivientes, la necesidad fue mejorar la calidad y productividad de los productos.
Gracias a la producción industrial moderna elaborando robots en sus empresas han dejado de usarse las herramientas y algunas otras maquinarias.
El robot industrial es una maquina que puede efectuar un numero diverso de trabajos ya sea automáticamente o mediante la programación.
También he leído que los robots tiene una peculiaridad, que su estructura esta en forma de un brazo mecánico, que se le pueden adaptar diferentes herramientas y que puede hacer trabajos totalmente diferentes y algunas veces tomar decisiones según la información del mundo exterior, claro que esto ultimo se hace con un programa operativo de sistemas no así de la anda lo puede hacer.
De acuerdo a Groover Mikell P., Weiss, Nagel Roger N. y Odrel Nicholas G. (1990) ellos lograron hacer la siguiente tabla que se presenta a continuación, con la cual ellos lograron ordenar cronológicamente la evolución de la robótica.
FECHA----------------------------------------DESARROLLO
Siglo XVIII.------------- A mediados del siglo J. de Vaucanson construyóvarias muñecas mecánicas de tamaño humanoque ejecutaban piezas de música
1801 --------------------J. Jaquard invento su telar, que era una máquina programable para la urdimbre
1805----------------------H. Maillardet construyó una muñeca mecánica capaz de hacer dibujos.
1946---------------------El inventor americano G.C Devol desarrolló un dispositivo controlador que podía registrar señales eléctricas por medios magnéticos y reproducirlas para accionar un máquina mecánica. La patente estadounidense se emitió en 1952
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1951---------------------Trabajo de desarrollo con teleoperadores (manipuladores de control remoto) para manejar materiales radiactivos. Patente de Estados Unidos emitidas para Goertz (1954) y Bergsland (1958).
1952---------------------Una máquina prototipo de control numérico fue objetivo de demostración en el Instituto Tecnológico de Massachusetts después de varios años de desarrollo. Un lenguaje de programación de piezas denominado APT (Automatically Programmed Tooling) se desarrolló posteriormente y se publicó en 1961.
1954---------------------El inventor británico C. W. Kenward solicitó su patente para diseño de robot. Patente británica emitida en 1957.
1954---------------------G.C. Devol desarrolla diseños para Transferencia de artículos programada. Patente emitida en Estados Unidos para el diseño en 1961.
1959---------------------Se introdujo el primer robot comercial por Planet Corporation. Estaba controlado por interruptores de fin de carrera.
1960---------------------Se introdujo el primer robot ‘Unimate’’, basada en la transferencia de articulaciones programada de Devol. Utilizan los principios de control numérico para el control de manipulador y era un robot de transmisión hidráulica.
1961---------------------Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una máquina de fundición de troquel.
1966---------------------Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por pulverización.
1968---------------------Un robot móvil llamado ‘Shakey’’ se desarrollo en SRI (standford Research Institute), estaba provisto de una diversidad de sensores así como una cámara de visión y sensores táctiles y podía desplazarse por el suelo.
1971---------------------El ‘Standford Arm’’, un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se desarrolló en la Standford University.
1973---------------------Se desarrolló en SRI el primer lenguaje de programación de robots del tipo de computadora para la investigación con la denominación WAVE. Fue seguido por el lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron posteriormente en el lenguaje VAL comercial para Unimation por Víctor Scheinman y Bruce Simano.
1974---------------------ASEA introdujo el robot Irb6 de accionamiento completamente eléctrico.
1974---------------------Kawasaki, bajo licencia de Unimation, instaló un robot para soldadura por arco para estructuras de motocicletas.
1974---------------------Cincinnati Milacron introdujo el robot T3 con control por computadora.
1975---------------------El robot ‘Sigma’’ de Olivetti se utilizó en operaciones de montaje, una de las primitivas aplicaciones de la robótica al montaje.
1976---------------------Un dispositivo de Remopte Center Compliance (RCC) para la inserción de piezas en la línea de montaje se desarrolló en los laboratorios Charles Stark Draper Labs en estados Unidos.
1978---------------------El robot T3 de Cincinnati Milacron se adaptó y programó para realizar operaciones de taladro y circulación de materiales en componentes de aviones, bajo el patrocinio de Air Force ICAM (Integrated Computer- Aided Manufacturing).
1978---------------------Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assambly) para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors.
1979---------------------Desarrollo del robot tipo SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic Assambly) en la Universidad de Yamanashi en Japón para montaje. Varios robots SCARA comerciales se introdujeron hacia 1981.
1980---------------------Un sistema robótico de captación de recipientes fue objeto de demostración en la Universidad de Rhode Island. Con el empleo de visión de máquina el sistema era capaz de captar piezas en orientaciones aleatorias y posiciones fuera de un recipiente.
1981---------------------Se desarrolló en la Universidad de Carnegie-Mellon un robot de impulsión directa. Utilizaba motores eléctricos situados en las articulaciones del manipulador sin las transmisiones mecánicas habituales empleadas en la mayoría de los robots.
1982---------------------IBM introdujo el robot RS-1 para montaje, basado en varios años de desarrollo interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un brazo constituido por tres dispositivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje del robot AML, desarrollado por IBM, se introdujo también para programar el robot SR-1.
1983---------------------Informe emitido por la investigación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de National Science Foundation sobre un sistema de montaje programable adaptable (APAS), un proyecto piloto para una línea de montaje automatizada flexible con el empleo de robots.
1984---------------------Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran programas de robots utilizando gráficos interactivos en una computadora personal y luego se cargaban en el robot.
Objetivos de la Robótica Industrial.
De acuerdo con Barrientos (1997). Los objetivos de la robótica son:
“El objetivo global de Robótica Industrial Avanzada es presentar un conjunto de métodos y técnicas de utilidad en las distintas etapas involucradas en la planificación, generación de movimientos y control de brazos articulados.”
Principalmente con este tema lo primero que se me vino a la mente fue la pregunta ¿Cuales son los objetivos de la robótica en ámbito de la industria?, la respuesta seria esta:
1.- Lo principal de un robot en una industria seria el aumento de producción ya que los robots hoy en día son mas rápidos y rinden mucho mas que los trabajadores.
2.-Los robots son tan flexibles para los múltiples trabajos que se realizan en las industrias que cualquiera de ellos pueden hacer lo que se les indique o se les programe, también existe la posibilidad de que el robot trabaje con mas maquinas y el optimice el rendimiento de ellas, sustituye la mano de obra.
3.-Usan mejor las herramientas que los trabajadores por lo cual les duran mas las herramientas y tienen menos perdida de materiales.
4.-Mejoran la calidad de los productos.
5.- Realizan trabajos en condiciones muy drásticas (temperaturas altas o muy bajas), contaminaciones, gases tóxicos, materiales inflamables o radioactivos.
Después de ver los objetivos de la robótica en una industria se me vino otra gran cuestión que es con todo esto de la robótica ¿son mejores los robots que los trabajadores?
Esta pregunta la verdad me incomodo un poco al pensarla pero después de leer varios documentos me di cuenta de que los que controlan los robots somos seres humanos y si en algunos casos los robots han desplazado a la mano de obra es porque es mucho mas seguro usar robots que seres humanos, es mas eficiente y mucho mas barato con el tiempo.
Estructura de un Robot en la Industria.
Bueno en este subtema, es algo muy difícil decirlo que es lo que debe de llevar un robot para que se considere industrial o como debe ser un robot que trabaja en las industrias, yo he encontrado varios escritores que coinciden con una idea en común de como debe ser los robots industriales, lo que dicen es que tiene que tener un brazo mecánico articulado, ese es el principal y el que mas he visto que se mencione en una lista, por ejemplo tenemos la lista de Angulo (1992):
Un sistema de robot industrial consta de las siguientes partes:
1.- Manipulador o brazo mecánico.
2.- Controlador.
3.-Elementos motrices o actuadores.
4.- Elemento terminal. Herramienta o aprehensor.
5.-Sensores de información en los robots inteligentes. (p.19)
También e encontrado que todos los robots que pertenecen a la clase de la industria su arquitectura es de una célula de fabricación flexible que contienen diversos tipos de dispositivos.
Conforme la información citada de Angulo (1992) quisiera explicar esas partes.
1.-El Manipulador.-se le nombra así ya que es muy parecido a un brazo de un ser humano ya que con ellos se puede agarrar cosas o ponerle herramientas (eso dependerá de para que esta programado).
2.-El controlador.- el controlador es el que se encarga de hacer los movimientos del manipulador, todo tipo d acciones y proceso de información que será realizada por el manipulador.
3.- Elementos motrices o actuadores.- son los elementos que se encargan de producir los movimientos en las articulaciones de los manipuladores.
4.- Elemento terminal. Herramienta o aprehensor.- A la muñeca del manipulador siempre se le agregara una herramienta o una garra a esto se le llama elemento terminal, el problema de esto es el tamaño y el peso (ya sea de la garra o de la herramienta).
5.- sensor de información.- este ultimo lo cuenta solo los robots de ultima generación ya que ellos tiene la capacidad de relacionarse con el entorno y toar decisiones en tiempo real, ellos deben de adaptarse a acciones a circunstancias exteriores.
Aplicaciones de la Robótica y sus Impactos.
El uso o empleo de los robots se aplica para todo el mundo a un ritmo muy acelerado, los trabajos que hasta hace poco decían que era imposible que una maquina los realizara hoy en día los hacen.
Algunos ejemplos que podemos ver hoy en día de la implementación o aplicación de la robótica son estos:
-Carga y descarga de maquinas herramientas.
-Maquinaria de modelo por inyección.
-Estampación en frio.
-Hornos.
-Fundición y estampación en caliente.
-Tratamiento térmico
-Paletización
En 1979 la robótica se encargaba a montajes y elaboraciones de inspección y test en la industria de los automóviles de las cuales fue una de las empresas mas importantes de esos años junto con las constructoras de maquinaria eléctrica y electrónica, la industria automovilística fue incrementándose de forma relevante.
Los impactos de la Robótica
La robótica se considera como una nueva tecnología ya que nació en los años de 1960, se que ya hace tiempo de ella pero en algunos documentos que leí decía que era lo mas nuevo y que desde esa época han transcurrido pocos años pero con ello también han transcurrido el interés por ella y el desbordamiento de cualquier previsión.
Impacto en la Educación
Todos sabemos que la robótica es una combinación de diversas materias como por ejemplo mecánica, cinética, electrónica, informática entre muchas otras mas, por lo cual el estudio de esta misma se especializa en carreras de ingeniería y técnica.
Impacto en la Automatización Industrial
Impacto en la competitividad
La compra de maquinarias sofisticadas de empresas mundialmente famosas, hace que las empresas mas pequeñas tengan que estarse renovando con sus maquinarias ya que si no lo hacen no sobreviran en el mundo laboral.
Conclusión.
En mi opinión concluyo que la robótica ha estado evolucionando con forme la tecnología y la ciencia lo hace, también lo que e leído y me he dado cuenta es que la robótica ya es indispensable para la industria.
También la evolución que tenemos nosotros y la calidad de nuestros productos se basan en que tan modernos sean los robots en las industrias aparte del prestigio y la presentación que le da a una industria tener a un robot trabajando para ellos ya sea que ellos lo hayan laborado o lo hayan comprado.
Dentro de lo que he leído para elaborar este documento me he dado cuenta del pequeño margen de error que puede caer un robot y la verdad es muy bajo al comparación a los seres humanos y ahorran mas en tiempo y su calidad es mucho mejor que si lo hicieran trabajadores, `pero claro que todos los robots deben de tener un trabajador detrás de ellos para que operen bien y como se debe así que no es muy alarmante el tema de que los robots nos podrían remplazar en algún tiempo ya que sin trabajadores no funcionarían bien los robots.
Lo que mas me a sorprendido de este trabajo es la aplicación que se le da aparte de la industria a ala robótica y los impactos que tiene en los diferentes ámbitos de la vida ya que los que puse en este documento son pocos con los que había pero estos creo que eran los que mas llamaban la atención.
Referencias.
Angulo, J(1992). Robótica practica tecnología y aplicaciones, Madrid, editorial Paraninfo sa.
Barrientos A., Peñín L., Balaguer C., Aracil R.(1997). Fundamentos de Robótica, México, McGraw-Hill
Groover Mikell P., Weiss, Nagel Roger N. y Odrel Nicholas G.(1990). ROBÓTICA INDUSTRIAL, México, McGraw-Hill
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