Robótica en la Industria Moderna
Resumen Histórico.
Diferencias de Robótica y Automatización.
Evolución y Proyecciones:
La historia de la robótica industrial se puede dividir en varias etapas
clave:
- Década de 1950-1960 Los Orígenes: El término "robot" fue acuñado por primera vez por el escritor checo Karel Čapek en 1920 en su obra de teatro R.U.R. (Robots Universales de Rossum). Sin embargo, el primer robot industrial real, Unimate, fue creado por George Devol y Joseph Engelberger en 1954 y se instaló en una planta de General Motors en 1961. Unimate realizaba tareas sencillas pero peligrosas como el transporte de piezas de metal fundido.
- Década de 1970-1980 Robots Especializados: Surgieron robots más sofisticados para
tareas específicas como la soldadura por puntos en la industria automotriz
y la manipulación de materiales. Fabricantes como Kawasaki, Fanuc y ABB se convirtieron en líderes, produciendo robots
con mayor precisión y velocidad.
- Década de 2010 en adelante Robots Colaborativos (Cobots: Esta etapa es la más reciente y notable. Los cobots o robots colaborativos
fueron diseñados para trabajar de forma segura junto a los humanos, sin
necesidad de vallas de seguridad. Son más flexibles, fáciles de programar
y adaptables a entornos de producción cambiantes.
Proyecciones en la Industria
4.0:
La Industria 4.0 se refiere a la cuarta revolución industrial, caracterizada por la automatización y el intercambio de datos a través de tecnologías como el Internet de las Cosas (IoT), la inteligencia artificial (IA) y el Big Data. En este contexto, la robótica jugará un papel crucial:
Fábricas Inteligentes y Conectadas:
Los robots estarán totalmente integrados en redes de producción interconectadas, comunicándose entre sí y con otros sistemas de la planta (IoT). Esto permitirá la monitorización en tiempo real y la optimización de la producción. Definir y ejemplificar una "Fábrica Inteligente y Conectada" es hablar de la Industria 4.0 en acción. Se trata de un ecosistema de producción donde las máquinas, sistemas y personas están interconectados y se comunican constantemente, permitiendo una producción más flexible, eficiente y autónoma.
¿Qué es una Fábrica Inteligente y Conectada?:
Una fábrica de este tipo se define por su capacidad para utilizar tecnologías avanzadas para procesar datos en tiempo real. Esto le permite auto optimizar y autocorregir sus procesos de producción, sin la necesidad de intervención humana constante.
Las características clave son:
- Interconectividad: Todos
los elementos (máquinas, robots, sensores, software y hasta los propios
productos) están conectados a una red común, a menudo utilizando el Internet de las Cosas Industrial (IIoT) y la
computación en la nube.
- Análisis de datos en tiempo real: Se
recopilan enormes volúmenes de datos (Big Data) que se analizan
instantáneamente con Inteligencia Artificial (IA) y Machine Learning. Esta información se convierte en
inteligencia que impulsa la toma de decisiones.
- Descentralización: La
toma de decisiones no depende únicamente de la dirección. Las propias
máquinas pueden decidir cómo ajustar un proceso o pedir un mantenimiento
basándose en la información que recogen.
- Transparencia: La información fluye libremente entre todos los sistemas, lo que permite una visión completa y en tiempo real de lo que ocurre en la planta, desde el inventario hasta el estado de las máquinas.
Ejemplos Prácticos:
Imaginemos una fábrica de vehículos que implementa
estas tecnologías:
- Mantenimiento predictivo: Un
robot en la línea de montaje tiene sensores que detectan un pequeño
aumento de temperatura en un motor. Estos datos se envían a un sistema de
análisis que, basándose en la IA, predice que el motor fallará en las
próximas 48 horas. Automáticamente, el sistema programa el mantenimiento
para el final del día, evitando una parada no planificada de la producción
y el consiguiente retraso y coste.
- Producción flexible y personalizada: Un cliente realiza un pedido de un vehículo con características
muy específicas: color, asientos, motor, etc. En una fábrica tradicional,
esto requeriría reprogramar toda la línea de producción. En una fábrica
inteligente, el sistema recibe el pedido y, de forma autónoma, ajusta la
secuencia de producción. Los robots colaborativos (cobots) y las máquinas
reconfigurables se adaptan en tiempo real para ensamblar el vehículo
personalizado sin interrumpir la fabricación de otros modelos.
- Logística interna autónoma: Sensores y cámaras detectan que una pieza clave del chasis está a punto de agotarse. El sistema de gestión de inventario envía automáticamente una orden a un robot de transporte autónomo (AMR). Este robot se desplaza por la planta, esquivando obstáculos y otros trabajadores, para llevar la pieza necesaria al lugar exacto, garantizando que el flujo de producción no se detenga.
En este tipo de fábricas, las personas no
desaparecen, pero su rol cambia. En lugar de realizar tareas repetitivas, los
operadores se convierten en supervisores de procesos,
gestionando y optimizando el ecosistema digital, lo que les permite enfocarse
en tareas de mayor valor añadido.
La
diferencia entre automatismo industrial y la robótica:
La automatización industrial y la robótica industrial son dos campos estrechamente relacionados en la industria, pero no son lo mismo. La principal diferencia es que la automatización industrial es un concepto más amplio que abarca el uso de diversas tecnologías para controlar y operar procesos, mientras que la robótica industrial es una rama o subconjunto de la automatización que se enfoca específicamente en el uso de robots.
Automatización industrial:
La automatización industrial es el uso de sistemas de control (como los Controladores Lógicos Programables o PLC) y tecnologías para gestionar procesos y maquinarias en una fábrica o planta. Su objetivo es aumentar la eficiencia, la productividad y la seguridad, minimizando la intervención humana. La automatización puede ser de diferentes tipos
- Automatización fija o rígida: Se utiliza para procesos con grandes volúmenes de producción y
poca o ninguna variación del producto. Es muy eficiente, pero no es
flexible.
- Automatización programable: Permite cambiar la secuencia de operaciones y la configuración del
equipo para producir diferentes productos.
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- Automatización flexible: Es más avanzada y permite cambios en la programación para producir
una amplia variedad de productos con un mínimo de tiempo de inactividad.
Robótica industrial:
La robótica industrial es una aplicación específica
de la automatización que utiliza robots para realizar
tareas físicas. Los robots industriales son máquinas programables que pueden
ejecutar de forma autónoma una serie de acciones. Son ideales para tareas
repetitivas, peligrosas o que requieren alta precisión, como:
- Soldadura y corte
- Ensamblaje y manipulación de piezas
- Pintura y paletización
En esencia, la automatización industrial es el
"todo" que busca optimizar un proceso de producción completo,
mientras que la robótica es una "herramienta" dentro de ese sistema
que realiza una tarea específica. Un sistema de automatización puede existir
sin robots (por ejemplo, un sistema de control de temperatura), pero la
robótica siempre es una forma de automatización.
Este video es relevante porque ofrece una
explicación introductoria a los conceptos de automatización y robótica
industrial.
https://www.youtube.com/watch?v=f8GnnCHo-Sc
