CLASIFICACIÓN, TIPOS Y APLICACIONES DE ROBOTS

2.1 CLASIFICACIÓN, TIPOS Y APLICACIONES DE ROBOTS

CLASIFICACIONES DE LOS ROBOTS

Desde hace tiempo se viene desarrollando esta ciencia pero no es hasta el siglo XX que ha logrado prosperar, es por eso que en este artículo te presento cinco generaciones de la robótica, aunque dependiendo del autor en los diferentes textos existentes, se pueden clasificar en generaciones.

1G

Primera Generación: Manipuladores

Esta primera etapa se puede considerar desde los años 50s ,en donde las maquinas diseñadas cuentan con un sistema de control relativamente sencillo de lazo abierto, esto significa que no existe retroalimentación alguna por parte de algún sensor y realizan tareas previamente programadas que se ejecutan secuencialmente.

Los robots no se percatan de su entorno, adquieren información muy limitada de su entorno o nula y en consecuencia a esta actúan.

2G

Segunda Generación: Robots de Aprendizaje

La segunda etapa se desarrolla hasta los años 80s, este tipo de robots son un poco más conscientes de su entorno que su previa generación, disponiendo de sistemas de control de lazo cerrado en donde por medio de sensores adquieren información de su entorno y obtienen la capacidad de actuar o adaptarse según los datos analizados.

También pueden aprender y memorizar la secuencia de movimientos deseados mediante el seguimiento de los movimientos de un operador humano.

Los robots ahora cuentan con un sistema de retroalimentación que les permite obtener mas datos de su entorno y guardarlos en algún medio de almacenamiento junto con las instrucciones.

3G

Tercera Generación: Robots con Control Sensorizado

Durante esta etapa, que tiene lugar durante los años 80s y 90s, los robots ahora cuentan con controladores (computadoras) que usando los datos o la información obtenida de sensores, obtienen la habilidad de ejecutar las órdenes de un programa escrito en alguno de los lenguajes de programación que surgen a raíz de la necesidad de introducir las instrucciones deseadas en dichas maquinas.

Los robots usan control del tipo lazo cerrado, lo cual significa que ahora son bastante conscientes de su entorno y pueden adaptarse al mismo.

Los robots se vuelven reprogramables, usan controladores o computadoras para analizar la información captada de su entorno mediante sensores(cabe mencionar que se desarrolla la visión artificial) y aparecen los lenguajes de programación.

4G

Cuarta Generación: Robots Inteligentes

Esta generación se caracteriza por tener sensores mucho mas sofisticados que mandan información al controlador y analizarla mediante estrategias complejas de control. Debido a la nueva tecnología y estrategias utilizadas estos robots califican como "inteligentes", se adaptan y aprenden de su entorno utilizando "conocimiento difuso" , "redes neuronales", y otros métodos de análisis y obtención de datos para así mejorar el desempeño general del sistema en tiempo real, donde ahora el robot puede basar sus acciones en información mas solida y confiable, y no solo esto sino que también se pueden dar la tarea de supervisar el ambiente que les rodea, mediante la incorporación de conceptos "modélicos" que les permite actuar a situaciones determinadas.

Resumido: Mejores sistemas sensoriales, mejores estrategias de control y análisis de información, capaces de comprender su entorno y actuar ante el mediante conceptos "modélicos" en tiempo real.

5G

Quinta Generación y más allá

La siguiente generación sera una nueva tecnología que incorporara 100% inteligencia artificial y utilizara modelos de conducta y una nueva arquitectura de subsunción.

Los robots son utilizados en diferentes aplicaciones y cada una tiene funciones y características diferentes.

Tipos de robots:

Industria

Los robots utilizados en la industria se encargan de realizar muchos de los procesos industriales, como: las pinturas de espray, las transportaciones de materiales, maquinas-herramientas, los moldeados de platico etc. El objetivo de estas es mejorar la calidad, y al mismo tiempo aumentar la productividad.

Laboratorios

Entre las aplicaciones de los robots encontramos: preparación de plasmas humanos, el calor, flujo, peso y disolución de muestras, porcentajes de sólidos en polímeros entre otros.

Agricultura

Todavía no son muy comunes los robots que trabajan en agricultura, pero a medida que pasa el tiempo se vuelven más y más populares. Como es el caso de Australia, quienes inventaron una maquina que esquila a las ovejas (es decir le corta la lana).

Espacio

Los robots son utilizados para realizar exploraciones espaciales.

Manipuladores Cinemáticas

Realiza la aplicaron del manejo de materiales radiactivos y las inspecciones de tuberías en áreas de alta radiación.

Submarinos

Los robots realizan inspecciones y mantenimientos de tuberías de petróleo, gas o aceite en las plataformas oceánicas.

Educación

Los robots se han vuelto muy populares en el área de educación. Ellos son utilizados como: medios de enseñanza, en especial ciencias computacionales y en los salones de clase.

Aplicaciones de los robots

La Federación Internacional de la Robótica (IFR) estableció en 1998 una clasificación de las aplicaciones de la Robótica en el sector manufacturero.

1. Manipulación en fundición.

a. Moldes.

b. Otros.

1. Manipulación en moldeo de plásticos.

2. Manipulación en tratamientos térmicos.

3. Manipulación en la forja y estampación.

4. Soldadura.

a. Al arco.

b. Por puntos.

c. Por gas.

d. Por láser.

e. Otros.

1. Aplicación de materiales.

a. Pintura.

b. Adhesivos y secantes.

c. Otros.

1. Mecanización.

a. Carga y descarga de maquinas.

b. Corte mecánico, rectificado, desbardado y pulido.

c. Otros.

1. Otros procesos.

a. Láser.

b. Chorro de agua.

c. Otros.

1. Montaje.

a. Montaje mecánico.

b. Inserción.

c. Unión por adhesivos.

d. Unión por soldadura.

e. Manipulación para montaje.

f. Otros.

1. Paletización.

2. Medición, inspección, control de calidad.

3. Manipulación de materiales.

4. Formación, enseñanza e investigación.

5. Otros.

2.2 LENGUAJES DE PROGRAMACIONES DE ROBOTS

Cuando se programa un manipulador lo que se necesita usualmente es situar su punto terminal en una localización determinada del espacio, haciendo además que la dirección de aproximación a la misma esté también definida. Pero no sólo es importante que el manipulador alcance determinados puntos del espacio, sino que lo haga en el momento adecuado. Así, es preciso distinguir entre:

• Camino, sucesión de puntos del espacio.

• Trayectoria, camino sujeto a condiciones temporales.

Generalmente, es necesario diseñar y programar trayectorias, rectas o curvas arbitrarias en el espacio cartesiano, para lo cual es importante conocer la relación entre la trayectoria cartesiana del punto terminal y la de las articulaciones. En el diseño de las trayectorias hay que tener en cuenta factores como:

• La prevención de posibles colisiones con objetos del entorno.

• El mantenimiento de una orientación fija del elemento terminal (transporte de líquidos, soldadura, etc.).

• La utilización de aceleraciones moderadas, de forma que se eviten fuerzas de inercia elevadas que resulten inadecuadas para los motores.

Existen determinadas circunstancias que hacen que los lenguajes de programación de robots resulten relativamente diferentes al resto:

• El entorno en el que actúa el robot no puede describirse normalmente en términos puramente cuantitativos.

• Se necesitan incluir condiciones no usuales, como la comentada prevención de colisiones.

• Las acciones del robot están sujetas a imprecisiones que pueden dar lugar a incidentes que el programa debe ser capaz de procesar.

• Ciertas informaciones de los sensores del sistema pueden ser no sólo difíciles de procesar en tiempo real, sino también ambiguas.

1. Características de los lenguajes

Habitualmente, la programación de un robot resulta un proceso continuo de ensayo y error. Por ello, la mayoría de los entornos de programación son interpretados, pudiéndose realizar un seguimiento paso a paso de lo programado y evitar el ciclo editar-compilar-ejecutar-reprogramar, costoso en tiempo. Es deseable una buena capacidad de depuración y ejecución paso a paso. Un lenguaje de programación de robots se podría considerar ideal o universal si cumpliese los siguientes requisitos:

• Proporcionar tipos

...