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FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

TRABAJO DE INVESTIGACION T1 ROBOTICA INDUSTRIAL Y SU VIABILIDAD ECONOMICA DE IMPLEMENTACION EN UN PROCESO PRODUCTIVO Autor:

Jimmy Coveñas Haro

Curso:

Automatización Industrial

Docente:

Dr. Ing. Ricardo Prado Gardini TRUJILLO – PERÚ 2016-0

Automatización Industrial

INDICE INTRODUCCION............................................................................................ 3 1. DEFINICION............................................................................................ 4 2. COMPONENTES DE LOS ROBOTS INDUSTRIALES.............................5 3. CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS........................................................6 4. TIPOS DE ROBOTS INDUSTRIALES......................................................7 5. APLICACIONES....................................................................................... 8 6. CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES DE LOS ROBOTS INDUSTRIALES........................................................................................... 10 7. VENTAJAS DE LA ROBOTICA EN UN PROCESO................................11 8. FACTORES EN EL PROCESO DE IMPLANTACIÓN DE ROBOTS........13 8.1. FACTORES ECONOMICOS.............................................................13 8.2. VIABILIDAD ECONOMICA.............................................................14 8.3. FACTORES TECNICOS EN LA IMPLANTACION............................15 8.4. FACTORES TECNICOS DESPUES DE LA IMPLANTACION...........15 8.5. GESTION DEL CONOCIMIENTO....................................................16 9. REFERENCIAS...................................................................................... 17

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Automatización Industrial

INTRODUCCION Desde hace muchos años, los robots fascinan a los humanos, o bien por ser apreciados por sus dotes especiales, podríamos decir sobrehumanas, capaces de realizar toda clase de tareas aún las imposibles para el hombre, o bien por cuanto la ciencia ficción los ha mostrado como creaciones del futuro con sus cualidades extrahumanas. En la actualidad el robot industrial es una máquina capaz de trabajar incansablemente, que no pide vacaciones, no se enferma ni se cansa. No hace huelgas y no pide aumento de sueldo, además de realizar su trabajo con gran eficiencia. El notable desarrollo de la robótica es debido principalmente al abaratamiento de sus costos de producción y de mantenimiento, así como al aumento de su confiabilidad, lo cual ha sido posible gracias a la electrónica digital, y en especial a los circuitos lógicos programables, de los cuales el más importante es el microprocesador, y además los avances de la computación paralelo, que permite aumentar la velocidad de ejecución. El otro factor de importancia a considerar, es que la globalización requiere competitividad en precios y en calidad, y mediante el uso de las diversas formas de automatización, no solo se logran máquinas y equipos más confiables, sino por sobre todo, menores costos de producción. Estos menores costos de producción se basan en la mejora en la productividad y, en la menor cantidad de desperdicios, por menor cantidad de errores de fabricación. Un sistema automatizado requiere escasa mano de obra, pero de muy alta especialización, lo cual hace que se hayan implementado en las fábricas del mundo, variadas formas de educación continua y entrenamiento permanente para su personal, a fin de realizar su reconversión a nuevas tareas.

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Automatización Industrial

1. DEFINICION La definición más comúnmente aceptada posiblemente sea la de la Asociación de Industrias de Robótica (RIA, Robotic Industry Association), según la cual: "Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas" Esta definición, ligeramente modificada, ha sido adoptada por la Organización Internacional de Estándares (ISO) que define al robot industrial como: "Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales según trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas" Se incluye en esta definición la necesidad de que el robot tenga varios grados de libertad. Una definición más completa es la establecida por la Asociación Francesa de Normalización (AFNOR), que define primero el manipulador y, basándose en dicha definición, el robot: Manipulador: mecanismo formado generalmente por elementos en serie, articulados entre sí, destinado al agarre y desplazamiento de objetos. Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por un operador humano o mediante dispositivo lógico. Robot: manipulador automático servo-controlado, reprogramable, polivalente, capaz de posicionar y orientar piezas, útiles o dispositivos especiales, siguiendo trayectoria variables reprogramables, para la ejecución de tareas variadas. Normalmente tiene la forma de uno o varios brazos terminados en una muñeca. Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y ocasionalmente de percepción del entorno. Normalmente su uso es el de realizar una tarea de manera cíclica, pudiéndose adaptar a otra sin cambios permanentes en su material. Por último, la Federación Internacional de Robótica (IFR, International Federation of Robotics) distingue entre robot industrial de manipulación y otros robots:

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Automatización Industrial "Por robot industrial de manipulación se entiende una máquina de manipulación automática, reprogramable y multifuncional con tres o más ejes que pueden posicionar y orientar materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejecución de trabajos diversos en las diferentes etapas de la producción industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento" En esta definición se debe entender que la reprogramabilidad y la multifunción se consiguen sin modificaciones físicas del robot. Común en todas las definiciones anteriores es la aceptación del robot industrial como un brazo mecánico con capacidad de manipulación y que incorpora un control más o menos complejo. Un sistema robotizado, en cambio, es un concepto más amplio. Engloba todos aquellos dispositivos que realizan tareas de forma automática en sustitución de un ser humano y que pueden incorporar o no a uno o varios robots, siendo esto último lo más frecuente.

2. COMPONENTES DE LOS ROBOTS INDUSTRIALES 2.1.

Manipulador o brazo mecánico

El manipulador es la unidad mecánica que se desplaza y ejecuta movimientos (trayectorias) parecidos a los de un brazo y una mano humana. Está provisto de varias articulaciones que le ofrecen diferentes alternativas de movilidad, para que el extremo final o “muñeca” del brazo pueda llegar a un punto en un espacio definido en coordenadas específicas. La mayor parte de brazos tienen seis articulaciones (grados de libertad), pero también hay robots con cuatro o cinco grados de libertad; por estructura, estas clases no son muy diestras.

2.2.

Efector o herramienta final

El extremo de la muñeca de un robot tiene adjunto un efector final, denominado también herramienta de extremo de brazo. Según el tipo de operación, los dispositivos finales pueden estar equipados con: sujetadores, ganchos, palas, electroimanes campanas de vacío y dedos adhesivos, para manejar materiales; pistolas de aspersión para pintar; accesorios para soldar por puntos y con arco; herramientas motorizadas, como taladros, llaves de tuerca y pulidoras; instrumentos de medición, como indicadores y calibradores. Para la manipulación de materiales frágiles o para facilitar trabajos de ensamblaje, los efectores finales pueden estar provistos de mecanismo elásticos para disminuir la fuerza de sujeción y hacer más delicados los movimientos.

2.3.

Fuente de alimentación.

Cada movimiento del brazo mecánico, en los ejes lineales y de rotación, se controla mediante servomotores independientes (motores controlados con 5

Automatización Industrial mecanismos electrónicos), que funcionan gracias alimentación eléctrica, neumática o hidráulica.

2.4.

a

una

fuente

de

Sistema de control computarizado

El sistema de control es el equipo de comunicaciones y de procesamiento de información que emite los comandos de movimiento del robot. Es el cerebro del robot; almacena datos para iniciar y analizar los movimientos del manipulador. El sistema se interconecta con computadoras y otros equipos, como celdas de manufactura o sistemas de ensamblaje. Los manipuladores y los efectores serían los brazos y las manos del robot.

2.5.

Sensores

Los últimos adelantos tecnológicos, permiten que los robots se relacionen con su espacio en tiempo real, mediante sensores que recolectan información y le dan órdenes para auto programarse y elegir acciones de acuerdo a las circunstancias establecidas, así son capaces de sortear obstáculos e interactuar con otras máquinas, por ejemplo.

3. CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS 3.1. Según la AFRI (Asociación Francesa de Robótica Industrial). -

Tipo A: Manipulador con control manual o telemando.

Tipo B: Manipulador automático con ciclos preajustados; regulación mediante fines de carrera o topes; control por PLC; accionamiento neumático, eléctrico o hidráulico. Tipo C: Robot programable con trayectoria continua o punto a punto. Carece de conocimiento sobre su entorno. Tipo D: Robot capaz de adquirir datos de su entorno, readaptando su tarea en función de estos.

3.2. Clasificación Generaciones.

de

los

Robots

Industriales

en

1° Generación: Repite la tarea programada secuencialmente. No toma en cuenta las posibles alteraciones de su entorno.

6

Automatización Industrial 2° Generación: Adquiere información limitada de su entorno y actúa en consecuencia. Puede localizar, clasificar (visión) y detectar esfuerzos y adaptar sus movimientos en consecuencia. 3° Generación: Su programación se realiza mediante el empleo de un lenguaje natural. Posee la capacidad para la planificación automática de sus tareas.

4. TIPOS DE ROBOTS INDUSTRIALES Podemos clasificar a los robots de la siguiente forma:

4.1.

Manipuladores:

Funcionan con sistemas mecánicos multifuncionales, con un sistema de control de fácil utilización que permite que la movilidad del robot sea fácil de controlar, lo cual el modo de control de estos robots los podemos clasificar de 3 formas: Manual (cuando el operario controla directamente la tarea del manipulador), de Secuencia Fija (cuando se repite, de forma invariable, el proceso de trabajo preparado previamente) y de Secuencia Variable (se pueden alterar algunas características de los ciclos de trabajo).

4.2.

Robots de Repetición o Aprendizaje:

Son Manipuladores que se limitan a repetir una misma secuencia de movimiento, programada previamente por un operario, haciendo uso de un controlador manual o dispositivo auxiliar. Es decir, el operario le “enseña” al robot el movimiento que debe ejecutar, usando una pistola de programación con diversas teclas, o bien utiliza un maniquí, para que este aprenda el 7

Automatización Industrial movimiento que debe efectuar para que después este lo repita. Los Robots de Repetición o Aprendizaje son los más conocidos hoy en día en los ambientes de la industria y por su forma de operación recibe el nombre de “gestual”.

4.3.

Robots con Control por Computador:

Son manipuladores o sistemas mecánicos multifuncionales, controlados por un computador, que habitualmente suele ser un microordenador. El control por el computador se basa en un lenguaje especifico, dado al robot instrucciones programas desde el computador sin necesidad de enseñarle al robot el movimiento. A esta programación se le denomina textual y se crea sin la intervención del manipulador.

4.4.

Robots Inteligentes:

Son muy parecidos a los robots con control por computador, pero estos tienen sensores que permiten que interactúen con el mundo que les rodea y tomar decisiones en el mismo instante (auto-programable). Son muy pocos conocidos en el mercado y están solo en fase experimental, por lo cual los investigadores se están esforzando de hacerlos mas efectivos, para que así sean mas utilizados a nivel industrial.

4.5.

Micro-Robots:

Como su nombre lo dice son pequeños robots que se utilizan principalmente para fines educacionales, de entretenimiento o investigación, y su precio es muy bajo en comparación a otros robots de uso industrial.

5. APLICACIONES Teóricamente, el uso de sistemas robóticos podría extenderse a casi todas las áreas imaginables en donde se necesite de la ejecución de tareas mecánicas; en aquellas actividades que involucren la presencia física y el movimiento por parte del ejecutor. Algunos de los campos de aplicación industrial de la robótica son:

5.1.

Fundición en molde:

Carga y descarga de máquinas, manejo de materiales calientes, manejo de moldes, etc. Las difíciles condiciones de trabajo de fundición hacen necesarios los robots.

5.2.

Soldadura de punto:

Ampliamente utilizada en la industria automotriz, en promedio, este tipo de robot reduce a la mitad la fuerza laboral necesaria. 8

Automatización Industrial

5.3.

Soldaduras de arco:

No requiere de modificaciones sustanciales en el equipo de soldadura y aumenta la flexibilidad y la velocidad de trabajo.

5.4.

Moldeado por extrusión:

Para la fabricación de materiales termoplásticos es ideal el uso de robots, por la creciente demanda de partes especializadas de gran complejidad y precisión, favorece el aumento de la producción y la calidad de los productos.

5.5.

Forjado:

Quizás la principal aplicación de los robots industriales es la manipulación de partes metálicas calientes en el proceso de forjado de metales.

5.6.

Aplicaciones de prensado:

Prensado de partes y paneles de vehículos y estructuras de aviones, electrodomésticos y otros productos metalmecánicos, esta es un área de rápido desarrollo de nuevos tipos de robots, ya que el sector demanda cada vez más productividad y calidad.

5.7.

Pinturas y tratamiento de superficies:

La rapidez y la calidad son dos de las causas por las que se prefieren los robots en la aplicación de pinturas y recubrimientos superficiales.

5.8.

Carga y descarga de máquina-herramientas:

Los robots aumentan la flexibilidad y versatilidad de las máquinas herramientas y permiten su articulación entre sí. Contribuyen a la reducción de stocks, minimizan costos del trabajo directo e indirecto, aumentan la calidad de la producción y maximizan la utilización del equipo.

5.9.

Montaje:

Las operaciones de montaje, por la gran precisión y habilidad que normalmente exigen, presentan grandes dificultades para su automatización flexible. Sin embargo, el hecho de que estas operaciones representen una buena parte de los costes totales del producto, ha propiciado las investigaciones y desarrollos en esta área, consiguiéndose importantes avances. Muchos procesos de ensamblado se han automatizado empleando maquinas especiales que funcionan con gran precisión y rapidez. Sin embargo, el mercado actual precisa de sistemas muy flexibles, 9

Automatización Industrial que permitan introducir frecuentes modificaciones en los productos con unos costes mínimos. Por este motivo el robot industrial se ha convertido en muchos casos en la solución ideal para la automatización del ensamblaje.

5.10.

Control de Calidad:

La tendencia a conseguir una completa automatización de la producción abarca todas las etapas de esta, inclusive el control de la calidad. El robot industrial puede participar en esta tarea usando su capacidad de posicionamiento y manipulación. Así, transportando en su extremo un palpador, puede realizar el control dimensional de piezas ya fabricadas. Para ello el robot toca con el palpador varios puntos claves de la pieza. A partir del conocimiento que en todo instante tiene la unidad de control del robot de la posición y orientación de su extremo, se obtienen los datos relativos a la posición espacial de los puntos determinados de la pieza. Estos datos son utilizados para registrar posibles desviaciones sobre los valores deseados.

5.11.

Manipulación en salas blancas:

Ciertos procesos de manipulación deben ser realizados en ambientes extremadamente limpios y controlados. En ellos, la actividad del operador se ve dificultado no por el trabajo en si, que no tiene por qué ser especialmente complejo o delicado, sino por la necesidad de mantener elevadas medidas de control de impurezas mediante el uso de trajes especiales y controles rigurosos. Las denominadas salas blancas de la industria de los semiconductores o a las de fabricación de algunos productos farmacéuticos, son ejemplos típicos.

6. CARACTERÍSTICAS Y ESPECIFICACIONES ROBOTS INDUSTRIALES.

DE

LOS

Las características técnicas o especificaciones industriales, dan una idea muy aproximada de la capacidad y adecuación de un determinado tipo de robot, para realizar una serie especifica de tareas o trabajos. No todos los fabricantes dan las mismas características, a continuación se citan las más comunes con una breve explicación.

6.1.

Grados de libertad 10

Automatización Industrial Los robots, suelen tener entre 3 y 6 GDL sin contar los movimientos propios de la herramienta que se le acopla, ni los GDL redundantes. A más GDL, mayor flexibilidad en el posicionamiento y orientación del elemento terminal.

6.2.

Zona de trabajo

Es un volumen espacial con forma semejante entre los robots con la misma configuración de los ejes, por lo tanto depende fundamentalmente del tipo de robot y del tamaño de sus ejes.

6.3.

Capacidad de carga

Es la máxima carga que un determinado robot puede transportar a su velocidad nominal considerando su configuración más desfavorable y garantizando el posicionado. En esta carga se incluye el peso de la pinza o herramienta que se le acopla al robot en su muñeca-mano; puede variar entre 2 y 200 Kg. aproximadamente.

6.4.

Resolución

Podemos decir que es el mínimo incremento o variación de desplazamiento que puede realizar un robot en su elemento terminal; depende fundamentalmente de la unidad de control del robot.

6.5.

Precisión

Es la distancia que hay entre el punto programado y el punto realmente alcanzado por el robot; en una serie de movimientos repetidos, es el grado de ajuste del valor del punto medio de estos movimientos al valor programado.

6.6.

Repetibilidad

Se entiende como el grado de exactitud en la repetición de movimientos, una buena repetibilidad, da baja desviación para el conjunto de estos movimientos, aunque su media se aleje del valor programado. Si se cogen los puntos de destino por aprendizaje, la repetibilidad es mucho más importante que la resolución y la precisión, pues lo importante en este caso es que el robot repita el posicionado en los puntos que el ha grabado. La repetibilidad en los robots varía aproximadamente desde 0,01 hasta 2 mm. Hay fabricantes que engloban la precisión y la repetibilidad en: precisión en la repetibilidad.

6.7.

Velocidad y Aceleración

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Automatización Industrial La velocidad es importante sobre todo para movimientos largos y en aplicaciones de paletizado: inserción, manipulación y montaje. La velocidad nominal puede darse para cada eje independientemente o bien para el movimiento de la muñeca del robot que es la importante para el usuario, esta puede variar de 0.5 a 2 m/s según el tipo de robot y la aplicación. La aceleración es importante para movimientos cortos en los que se necesitan arranques y frenados rápidos. Hay controles que implementan perfiles de movimiento con rampas de aceleración y frenado para optimizar los movimientos en función de las distancias, velocidades e inercias.

6.8.

Armario o unidad de control

Reúne una serie de características que determinan las comunicaciones con el entorno y la capacidad y potencia de control del brazo robot. Estas características están evolucionando constantemente, entre ellas están las siguientes: • Memoria de almacenamiento y de programa. • Lenguaje de programación. • Tipos de comunicaciones con el entorno; número y tipo de E/S. • Periféricos conectables, y entre ellos tipo de mando manual (teach pendant) con sus posibilidades de programación, movimientos manuales y otras funciones de que dispone. • Posibilidades de ampliación y de control de otros ejes externos al brazo robot; parámetros de control para aplicaciones de soldadura y de pintado etc.

7. VENTAJAS DE LA ROBOTICA EN UN PROCESO Las ventajas que aporta la robótica, como medio de automatización de los procesos de producción, son múltiples y bien conocidas. Posiblemente las cuatro ventajas más importantes son las señaladas por el informe “Robótica y automatización” de la Fundación COTEC para la innovación tecnológica (2006): productividad, flexibilidad, calidad y seguridad laboral. Desde un punto de vista más técnico, en cuanto a procesos y productos finales, la robótica puede aportar estas ventajas: • En los procesos se consigue la reducción de tiempos de ciclo, siendo en muchos casos la solución necesaria para romper cuellos de botella. • Los procesos con robotización, como medio de automatización, tienen un mayor nivel de autonomía, permitiendo un mayor control del proceso, y precisando menor mantenimiento.

12

Automatización Industrial • La robótica permite trabajar con mayor exactitud y precisión frente a otros métodos no automatizados, lo que permite obtener un producto de mayor fiabilidad y un aumento y repetibilidad en la calidad final. Se elimina en muchos casos la necesidad de tareas o líneas secundarias como el reprocesado. • La gran versatilidad de los brazos robóticos hace de esta tecnología la más flexible dentro de las posibles alternativas de automatización, permitiendo incluso que el robot modifique la tarea realizada (paso de soldadura a manipulación por ejemplo) modificando el elemento situado en el extremo final del robot. El uso de interfaces y técnicas de programación apropiadas permite una mayor rapidez de programación que reduce los tiempos necesarios para el cambio de tarea. Los robots pueden adaptarse a la fabricación de una familia de productos sin necesidad de que se modifique o se detenga la cadena de producción. Por otro lado, la robótica mejora las condiciones laborables del trabajador: • Se reducen los riesgos en el personal. En muchos casos las tareas más peligrosas son las primeras en robotizarse. Un ejemplo sencillo son las tareas de manipulación de cargas pesadas, como el envasado y paletizado, o la alimentación de máquinas y procesos, muchas veces con productos de alta densidad y a altas temperaturas. • También se reducen y evitan problemas ergonómicos, así como la realización de tareas repetitivas o desagradables. • En el entorno de trabajo se obtiene una mayor higiene y limpieza en la planta. • Por otro lado, para el operario, el robot industrial es una herramienta de fácil comprensión en cuanto a su puesta en marcha y supervisión. El efecto de estas ventajas anteriores revierte sobre los resultados finales de la empresa: • Permite aumentar el volumen de producción gracias a la reducción de tiempos y rechazos. • Posibilita la reducción de costes de personal. • Se evitan paradas por distintas posibles causas (descansos, turnos, huelgas, etc…) permitiendo una producción continua. • En conjunto, aumenta la productividad, la rentabilidad y el beneficio económico de la empresa.

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8. FACTORES EN EL PROCESO DE IMPLANTACIÓN DE ROBOTS La automatización de procesos puede resultar una tarea compleja y costosa. La flexibilidad, quizás la principal ventaja de la robótica frente a otras alternativas de automatización, es todavía alcanzada en pocas empresas industriales. Vamos a indicar en este apartado algunos factores que deben analizarse a la hora de plantearse la robotización de algún proceso. Esta lista de factores surge principalmente a partir de la identificación de barreras y problemas de la industria. Podemos agrupar estos factores en cuatro grupos principales: • Factores económicos: inversión, rentabilidad, incertidumbre en los resultados. • Factores técnicos en la implantación: tolerancias, seguridad, espacio, control. • Factores técnicos mantenimiento.

tras

la

implantación:

programación,

utillaje

y

• Gestión del conocimiento: formación y comunicación de la información.

8.1.

FACTORES ECONOMICOS

Para determinar la viabilidad y rentabilidad económica de la automatización robotizada de un proceso, además de tener en cuenta lo avanzado de la tecnología a utilizar, se efectúa un análisis económico basado en los factores que la implantación de un robot trae consigo, para determinar de él un rendimiento económico, ya sea a corto o a largo plazo. En el análisis económico es necesario tener en cuenta los datos básicos de coste, que se dividen en dos tipos: - Costes de inversión. - Costes de explotación. Los costes de inversión: 14

Automatización Industrial Se incluyen los costes de elementos de compra del sistema robotizado, los costes de ingeniería y costes varios asociados con la instalación. - Coste de Materiales del sistema robotizado - Costes de Ingeniería: Los costes derivados del estudio de planificación y diseño por el equipo de ingenieros de la compañía para instalar el sistema robotizado. - Costes varios de Instalación: Esto incluye la mano de obra y los materiales necesarios para preparar la instalación.

Los costes de explotación: Son los costes derivados de la utilización directa de la célula robotizada, incluyen los costes de mantenimiento y entrenamiento. Son los costes de piezas de repuesto y reparaciones, costes de supervisión, preparación y programación.

8.2.

VIABILIDAD ECONOMICA

Uno de los principales factores a estudiar a la hora de plantearse la robotización de algún proceso es el coste de la inversión necesaria. El valor real de una implantación depende principalmente de la aplicación de que se trate, de su complejidad y elementos necesarios. Sin duda la forma más rápida de obtener una aproximación precisa al valor real es la solicitud de presupuestos para instalaciones a integradores de robots. Para analizar la rentabilidad se propone el siguiente método para la estimación del número de meses de retorno de la inversión realizada para una instalación robótica: Nº meses retorno inversión = Inversión Inicial / Ahorros Anuales Donde: Inversión Inicial = Costes de los robots + Herramientas + Equipos auxiliares + Dispositivos - Coste de los equipos que se liberan con la robotización Ahorros Anuales = Coste anual por ahorro de los gastos salariales - Costes de programación y mantenimiento de los robots + Costes de recolocación del personal excedente (formación o jubilación) + Costes asociados a los impuestos Si el plazo de amortización de la robotización de las operaciones en fábrica es aproximadamente de 18 meses, la inversión es viable. Otro factor importante es la incertidumbre en los resultados. Es importante en la búsqueda de proveedores y presupuestos, exigir referencias y visitar instalaciones ya operativas de la misma aplicación que deseamos implantar. 15

Automatización Industrial Puede resultar más atractiva (y tranquilizadora) la oferta de un proveedor con amplia experiencia en un tipo concreto de aplicación, aunque su precio sea mayor que otras ofertas de proveedores que aún no se hayan planteado dicha aplicación. La búsqueda de proveedores debe ser lo más exhaustiva posible. Es interesante también solicitar pruebas previas o piloto de la aplicación. Algunos integradores montan primero la aplicación robotizada en sus instalaciones y una vez comprobada su funcionalidad, se traslada o se desmonta y se vuelve a montar en las instalaciones del cliente. En el caso de aplicaciones nuevas o complejas sin referencias, puede ser interesante buscar el apoyo y asesoramiento de centros de investigación (Centros tecnológicos o Universidad por ejemplo) que pueden realizar estudios previos de viabilidad y buscar soluciones tecnológicas, ya sea para la aplicación completa (aplicación de una nueva tecnología de fabricación) o para problemas puntuales necesarios en la implantación (selección e integración por ejemplo de un nuevo tipo de elemento sensor, actuador o método de control). Finalmente, es importante conocer las ayudas regionales y nacionales existentes que pueden subvencionar parte de esta inversión, sobre todo en el caso de aplicaciones que precisan acciones de investigación y desarrollo. En este sentido los centros de investigación pueden asesorar a las empresas en la búsqueda y solicitud de estas ayudas.

8.3.

FACTORES TECNICOS EN LA IMPLANTACION

Los robots deben integrarse en la línea con otras máquinas y personas. Las tolerancias y precisión con que trabajan los robots pueden requerir que otros elementos de la línea deban trabajar con mayor precisión, por ejemplo a la hora de posicionar piezas que a continuación deba manipular un robot. Los requisitos de seguridad aumentan dado el espacio de trabajo y elevadas velocidades que pueden alcanzar los robots. Esto puede conllevar también problemas de espacio para la colocación de los robots y necesitar soluciones como el desplazamiento de elementos de la planta o la colocación de los robots suspendidos o sobre paredes.

8.4. FACTORES IMPLANTACION

TECNICOS

DESPUES

DE

LA

Una vez que los robots entran en producción, la mayor problemática que se encuentra la industria actualmente se debe a la fabricación de series cortas y a la amplia gama de referencias que muchas empresas presentan en su catálogo de productos. La programación de los robots se realiza en muchos casos desplazando y grabando el programa punto a punto para cada posible pieza o referencia. 16

Automatización Industrial Este método puede ser insuficiente si además de existir muchas referencias las series son cortas. Se deben utilizar metodologías de programación que permitan crear programas con parámetros variables, de modo que el cambio de referencia implique el cambio automático de valores en variables del programa para que el mismo programa sea válido para las nuevas referencias. Existe también la opción de buscar soluciones en las que la programación de los robots se realice de forma automática mediante aplicaciones CAD, es decir, de modo que la empresa no tenga que tener empleados con conocimientos de programación de robots. Este tipo de soluciones CAD son cada vez más comunes, y para algunas aplicaciones como el mecanizado 3D con robots, son imprescindibles. Con estas herramientas, la fabricación de series cortas o tener un elevado número de referencias, deja de ser un problema si el software es capaz realmente de obtener del CAD el programa del robot de forma directa. Su precio en general es elevado pero reducen enormemente el tiempo de cambio de producción. Debe existir la posibilidad de probar su funcionamiento antes de la compra y si es posible visitar y poder hablar con otros clientes del integrador sobre la calidad del software y qué soluciones reales aporta. Finalmente, es importante poder conocer antes de la implantación los gastos de mantenimiento que van a implicar los robots de un determinado fabricante. Como hemos visto, estos gastos (igual que los de programación) son considerados en el método de cálculo de tiempo de retorno de la inversión.

8.5.

GESTION DEL CONOCIMIENTO

La introducción de un nuevo tipo de tecnología en la empresa, como es la robótica, impone la adaptación y especialización de parte del personal en dicha tecnología. La empresa debe prever dos aspectos en cuanto a la gestión del conocimiento necesario: • La formación necesaria del personal. • La forma de mantener ese conocimiento en la empresa. En cuanto a la forma de recibir la formación en robótica, lo más habitual es que haya siempre una formación por parte del fabricante o integrador de robots. En otros casos, tras recibir formación de nivel alto del fabricante o integrador, la empresa transmite el conocimiento necesario al resto de trabajadores a través de formación interna. Cuando la empresa alcanza un nivel alto de conocimiento puede llegar a prescindir de la formación externa para nuevas implantaciones de robots y usar sólo sus propios medios. En pocos casos el integrador o fabricante se 17

Automatización Industrial apoya en otra empresa, como un centro de estudios por ejemplo, para realizar la formación. Una vez adquirido el conocimiento, hay que evitar su pérdida. Basta que todo el conocimiento resida en una persona para que todo se pierda (aunque queden los programas) en el momento que ésta abandone la empresa. De alguna forma, el conocimiento debe estar explícitamente en algún lugar. Se deben crear procedimientos documentados de cómo realizar las distintas tareas de mantenimiento, cambio de herramienta, etc. Se debería documentar la estrategia o metodología de programación que sigue la empresa, de modo que los programas tengan una estructura semejante. Deben comentarse correctamente los programas para facilitar su comprensión, modificación y reutilización incluso por personal con conocimientos básicos (que por ejemplo acaba de entrar en la empresa). Los cursos de formación interna representan otra forma de almacenar toda esta información y permitir su traspaso rápidamente. Todas estas opciones implican un coste de tiempo de dedicación que debería tenerse en cuenta durante el proceso de implantación de robots.

9. REFERENCIAS -Comité español de automática. Libro Blanco de la Robótica. Madrid: CEA-GTRob, 2008. Archivo PDF. Recuperado de: http://www.ceautomatica.es/sites/default/files/upload/10/files/LIBRO %20BLANCO%20DE%20LA%20ROBOTICA%202_v1.pdf -Federación de empresarios del metal. Guía de implantación de Robots. Asturias: FEMETAL, 2010. Archivo PDF. Recuperado de: http://www.femetal.es/recursos/issuu/doc/Proyecto%20Era%20estudio %20de%20la%20rob%C3%B3tica%20en%20Asturias.pdf - RUBIO, JUAN. (2006) Selección de una nueva arquitectura de control y supervisión de una célula robotizada de pintado de carrocerías. 18

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Master. Fundación CIM. Archivo PDF. Recuperado de: http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/18606/PROYECT O%20FINAL%20DE%20MASTER%20PAIR0506.pdf - Instituto nacional de tecnologías. (2016). Aplicaciones de los robots. España. [Online] Disponible en: http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/cyr_01/robotica/aplicaci ones.htm [Visitado el 17 de enero 2016]. - Mg. VELASQUEZ, JOSE (2012). Aplicación industrial de la robótica. Lima. XVII Congreso internacional de ingeniería. Archivo PDF. Recuperado de: http://www.usmp.edu.pe/vision2012_lima/SEMINARIOS/conferencias/A plicacion_ndustrial_de_robotica.pdf - Robótica Industrial, (2016). Robótica Industrial. [Online] Disponible en: http://roboticaindustrial.weebly.com/index.html [Visitado el 16 de enero 2016]. - Universidad Nacional de Colombia, (s.f). Robótica Industrial. [Online] Disponible en: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/mecatronica/docs_cur so/Anexos/TUTORIALcnc/DOCUMENTOS/TEORIA/ROBOTICA %20INDUSTRIAL.pdf -GONZALEZ, R. (2009). Diseño y puesta en marcha de un laboratorio de robótica. [Online] Disponible en: http://ddd.uab.cat/pub/trerecpro/2011/hdl_2072_170041/GonzalezZa mbranoRamon1R-ETISa2008-09.pdf - GAMBOA, JUAN. (s.f). Robots Industriales. Archivo PDF [online]. Disponible en: http://es.slideshare.net/juanmanuelgamboamelendez/robotsindustrialpdf

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