Un área fundamental de la ciencia y la tecnología para automatizar sistemas y procesos es la robótica. Describe dispositivos, sistemas mecatrónicos o programas de software que automatizan tareas cotidianas, incluida la toma racional de decisiones. En el ámbito industrial, los brazos articulados y los sistemas cinemáticos realizan operaciones repetitivas de forma automática y precisa. Los robots industriales son aquellos dispositivos que incluyen inteligencia, como algoritmos de planificación de trayectorias, sensores o cámaras.
En la actualidad, los robots industriales desempeñan un papel crucial en el proceso de fabricación, gestionando desde el paletizado hasta la pintura, la instalación y la manipulación, pasando por el transporte de materiales. Pueden ser más generales o particulares, como los robots para soldadura, por ejemplo. Los robots industriales pueden tener diversas tipologías, como manipuladores de seis grados de libertad, SCARA o cinemática DELTA, en función de la tarea que realicen.
Al igual que la automatización, la robótica industrial desempeña un papel fundamental en el desarrollo de la Industria 4.0, donde el aumento de la productividad, la eficiencia productiva, el ahorro energético y la digitalización son factores clave. El uso de robots permite realizar tareas automáticas de forma ininterrumpida, eliminar errores humanos y evitar riesgos para los operarios.
La robótica industrial es crucial para el desarrollo de la Industria 4.0, que se caracteriza por el aumento de la productividad, la mejora de la eficiencia productiva, el ahorro energético y la digitalización. La robótica permite la realización continua de tareas automáticas, la erradicación de errores humanos y la prevención de peligros para el equipo de trabajo humano.
Los robots pueden emplearse para realizar tareas aburridas, repetitivas o arriesgadas, liberando a los operarios humanos para que se concentren en trabajos que requieren otro tipo de conocimientos y añadan valor a los bienes y métodos de producción. La idea de la robótica colaborativa es aumentar la productividad combinando la experiencia y la habilidad humanas con la fiabilidad de los robots.
Al utilizar el mismo espacio de trabajo que las personas, los robots colaborativos, o cobots, pueden operar de forma segura junto a las personas. El uso de cobots ofrece ventajas como una programación sencilla, un tamaño compacto y la eliminación de componentes físicos de seguridad como las barreras gracias a los sistemas de detección de obstáculos y colisiones. Al eliminar medidas físicas de seguridad como las barreras, estos sistemas garantizan la seguridad de los operarios.
Los cobots manipuladores, los AGV y los AMR son las tres categorías básicas de robots colaborativos, aunque hay más. Los operarios utilizan robots manipuladores colaborativos mientras se concentran en tareas físicas o cognitivas. Los AGV son vehículos autoconducidos que se desplazan por entornos organizados utilizando piezas fijas. Los AMR pueden desplazarse libremente por entornos cambiantes e identificar impedimentos gracias a sus sofisticados sistemas de navegación.
Debido a la expansión de los mercados y a la digitalización, ha crecido la actividad industrial con robots y cobots. Los estándares abiertos son necesarios para generar rápidamente artículos de alta calidad, mientras que los sistemas flexibles son necesarios para justificar el coste de compra.
Las empresas de ingeniería pueden manejar robots utilizando hardware y software convencionales aprovechando su experiencia en tecnologías de accionamiento y algoritmos de control de movimiento. A modo de ejemplo, considere cómo se integra el componente mecánico del robot con servomotores gestionados por servovariadores . Los robots con diversos tipos de cinemática pueden controlarse mediante controladores con herramientas de tecnología innovadora de ultima generación. Al mejorar el diseño de máquinas y sistemas, avanzar en la programación sin materiales ni componentes y programar eficazmente las tareas de mantenimiento, la digitalización de la industria está ayudando a mejorar los procesos de producción. Como resultado, se han creado herramientas digitales de puesta en marcha virtual como SIMIT, NX Mechatronics Concept Designer y SINAMICS DriveSim Advanced. Además, se están incluyendo robots colaborativos en la integración de sistemas de automatización y robótica.