Los robots parecen cosa del futuro, pero, en realidad, son cosa del presente. Aunque pocos de nosotros hemos visto uno, ya han llegado a transformar nuestra sociedad, asumiendo algunas tareas que antes les pertenecían a los humanos. Entre ellas, ensamblar (aparatos, electrodomésticos), realizar cirugías, pintar o, incluso, atender a clientes. La robótica industrial es una realidad que está cambiando la producción de las empresas, y su evolución es continua y veloz.
Al hablar de este término, se hace referencia a soluciones eficaces basadas en nuevas tecnologías para la industria. Es clave para lograr la automatización, además, contribuye a reducir los márgenes de error y a aumentar la precisión. Por ello, la robótica industrial se vuelve un pilar principal de la consolidación de la Industria 4.0. ¿En qué consiste? ¿Cuáles son sus tipos? ¿Y sus aplicaciones? En Futuro Eléctrico te lo contamos.
Tabla de contenidos
¿Qué es la robótica industrial?
La robótica industrial se puede definir como la tecnología que permite la aplicación de soluciones robóticas en el campo industrial y manufacturero. Incorpora el diseño, programación y uso de equipos robóticos; y, también, el uso de sistemas de control y computadoras para el manejo de diversos procesos y maquinaria.
Así, se automatizan las tareas del entorno industrial por medio de robots reprogramables que contribuyen a una cooperación máquina-operario o a reemplazar a los operarios en ciertas tareas.
La robótica industrial tiene sus orígenes en la producción en cadena que se dio durante la industrialización. Por medio del fordismo se dio el salto definitivo a la producción en serie: en una cadena de montaje cada persona se especializaba en su cometido. Bajo esta premisa, en 1937, en Inglaterra, se confeccionó una grúa que realizaba el trabajo de transporte de forma más segura y eficaz que si lo hacía un ser humano.
Así, se comprendió que la mano de obra humana tenía un límite de eficiencia y se comenzó a investigar la automatización de las tareas. Esto dio paso a una cadena de producción automatizada que puede cumplir con las tareas con más precisión que un ser humano. Este es el objetivo de la robótica industrial.
La robótica industrial es, por lo tanto, una solución tecnológica que se orienta a la mejora de la gestión de procesos. El objetivo final es aumentar la eficiencia y el rendimiento general de la fábrica. De cara a la Industria 4.0, su aplicación gana importancia, pues es esencial para la automatización de los procesos.
¿Qué son los robots industriales?
La robótica es una ciencia tecnológica interdisciplinaria que busca construir robots. Para ello, reúne los conocimientos de distintas ingenierías, como la mecánica, electrónica, computación y telecomunicaciones. Por su parte, los robots son sistemas electromecánicos que pueden ejecutar una tarea sin el control o manipulación humana. La variedad de robots incluye brazos robóticos, apiladoras, autómatas, sistemas de tres ejes y más.
De acuerdo con la Asociación de Industrias Robóticas:
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.
Por su parte, la Federación Internacional de Robótica define el robot industrial de la siguiente manera:
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.
Estos robots tienen tres componentes principales:
- La mecánica, que es la parte visible del robot y es importante para la precisión, velocidad y carga útil.
- La electrónica, que permite que el sistema de control dirija los motores y se obtenga información del entorno.
- La informática, que es lo que hace al robot inteligente.
Se caracterizan por ser controlados por señales externas y por tener movimientos programados antes de realizar sus tareas asignadas. Se usan para la ejecución automática de tareas repetitivas o tareas que pueden resultar riesgosas o peligrosas para los seres humanos. En la actualidad, en la búsqueda de automatización y mejora, muchos de los robots cuentan con sistemas de internet de las cosas y con algoritmos de inteligencia artificial.
Lectura sugerida:
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Tipos de robots industriales
La clasificación de la robótica industrial puede hacerse por medio de diferentes criterios. Los robots pueden clasificarse según el tipo de movimiento, sus aplicaciones, la arquitectura, la marca, si son colaborativos o no, e, incluso, su grado de automatización.
Frente a este último criterio, es clave dentro de la programación del robot, ya que ayuda a determinar qué tareas se le pueden encomendar. Esto varía según las demandas de la industria y la producción. Se habla de tres modelos de automatización:
- Automatización fija: El robot se programa para realizar una tarea de forma consecutiva. Sus ventajas se evidencian, sobre todo, en producciones en masa y a gran escala. En ellas, consigue mejoras de eficiencia evidentes, dado que realiza las tareas repetitivas sin perder precisión.
- Automatización programable: Es una automatización intermedia. Permite reprogramar el software que alberga el robot para que realice diversas tareas. Es decir, el robot industrial tiene la capacidad de adaptarse al producto o al ambiente. Es útil en producciones con diferentes variantes o modelos.
- Automatización flexible: Es el tipo de automatización que permite generar robots multitarea. Permite, además, que todos los robots trabajen conectados y con intercambio de información. Es decir, es un tipo de robótica industrial que permite que las estaciones estén interconectadas, pero trabajen de manera independiente y automatizada.
Asimismo, los robots se pueden clasificar como tradicionales o colaborativos. Los primeros son aquellos que requieren barreras físicas para su uso de forma segura. Los segundos son los que pueden trabajar en colaboración con los humanos sin barreras físicas.
Tipos de robots según su función
También se pueden distinguir los robots industriales según sus capacidades y sus aplicaciones en la industria. Mencionamos algunos:
- Robots manipuladores: Es el tipo de robot más común. Pueden realizar múltiples tareas repetitivas y sencillas. Pueden ser de secuencia fija, secuencia variable y forma manual.
- Robots de repetición: Tienen la función de realizar una secuencia de movimientos previamente programados por un humano.
- Robots de computadoras: Son robots programados por un ordenador. El programador escribe un código en el ordenador, para que este le dé ordenes de trabajo al robot.
- Robot inteligente: Este tipo de robot puede moverse y realizar tareas de manera autónoma. Además, puede relacionarse con su entorno por medio de sensores.
Lectura recomendada: Tipos de robots | ¿Cuántos existen y cómo se clasifican?
Beneficios de la robótica industrial
- Eficiencia: Con la robótica industrial se completan las tareas mucho más rápido que por medio de las labores manuales. Además, pueden funcionar durante mucho más tiempo. Esto conduce a un mejor rendimiento.
- Mejora la calidad de los procesos: Al reducir los errores humanos, se logran estandarizar procesos que antes se hacían manualmente. Esta estandarización ayuda a optimizar todo el sistema interno y a reducir los residuos.
- Reducir costos: A pesar de los altos costos iniciales, suele ofrecer un gran retorno de la inversión. Esto se debe a que se mejoran la velocidad, flexibilidad y precisión en los procesos. Además, aumentan la consistencia y reducen los costos operativos.
Aplicaciones de la robótica industrial
Las aplicaciones de la robótica industrial son casi infinitas. Estos robots se diseñan, generalmente, para realizar tareas de manera más eficiente de lo que lo haría un humano. Se diseñan con un objetivo específico en mente para promover la automatización. Por lo tanto, sus aplicaciones incluyen los montajes, la carga y descarga de máquinas, empaquetado y paletizado, transporte de piezas, corte y pulido, aplicación de adhesivos, soldadura, inspección del producto y control de calidad.
Sus usos y beneficios varían según la industria en la que se aplique. Al tener tantas opciones y tantos tipos, sus aplicaciones pueden ser muy variadas y se adaptan a distintos sectores. Te las presentamos.
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Robótica industrial en la agricultura
Por medio de la robótica industrial, se ha logrado un aumento de la productividad y eficiencia en los procesos de la industria agrícola. Algunos de estos robots son tractores que se guían por GPS y el uso de sensores para manejar plagas y enfermedades que afectan los cultivos. Asimismo, se está experimentando con el uso de sistemas autónomos en operaciones como la poda, la siega, la pulverización y la eliminación de malezas.
La automatización de la industria agrícola evita que los operarios realicen tareas repetitivas o pesadas, reemplazándolos por robots inteligentes. Estas labores pueden ser el empaquetado o el transporte de mercancía que las máquinas podrían realizar con la interacción segura de humanos.
Frente a la manipulación de alimentos, los robots colaborativos favorecen el cumplimiento de la normativa de seguridad alimentaria y de sanidad. Los robots y sus elementos se fabrican con un diseño y materiales que evitan la acumulación de polvo y suciedad.
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Robótica industrial en la industria manufacturera
La robótica industrial juega un papel muy importante para aumentar la productividad y reducir los costos de producción. Al igual que en gran parte de las industrias, los robots industriales llegan para colaborar con las tareas repetitivas y monótonas usualmente con la guía del trabajador. En este sentido, se valora la precisión y la posibilidad de ser reprogramado para tareas de diferentes complejidades.
Los robots colaborativos son ideales para afrontar los diferentes procesos de transformación de materia prima de manera ágil y flexible. Pueden adaptarse a las características de distintos materiales y realizar diferentes tareas con ellas. De esta manera, se aumenta la precisión y se presenta un pronto retorno de la inversión.
Robótica industrial en el sector farmacéutico
La industria farmacéutica requiere ciertas condiciones especiales, lo que genera la necesidad de tener procesos muy controlados. Solo así se puede garantizar la sanidad y calidad de los productos. Este control en los procesos implica medidas de seguridad, precisión en cada etapa del proceso y supervisión de calidad. Debido a lo anterior, este sector siempre ha empleado tecnología para operar de manera efectiva.
Por medio de brazos robóticos y softwares integrados se pueden realizar tareas que requieren exactitud y precisión. Estos también se realizan con materiales que garantizan las medidas de higiene y la precisión en procesos minuciosos. Por su parte, los robots colaborativos reducen el margen de error y los desechos, lo que se traduce en una producción más rentable.
Robótica industrial en la industria de la salud
En la industria de la salud, la implementación de instrumentos robóticos no pretende reemplazar las tareas de los profesionales. Por el contrario, busca facilitar el trabajo del personal de la salud. Sus aplicaciones varían entre la terapia, la rehabilitación, la compañía de pacientes e, incluso, se pueden utilizar en las cirugías. De hecho, en este último ámbito han ganado popularidad en los últimos años, ya que ofrecen más precisión que las manos humanas.
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Robótica industrial en la industria tecnológica
La robótica industrial llega para fomentar la automatización de procesos y esto es bastante claro en el sector tecnológico. Los robots ayudan a automatizar las cadenas de montaje y responden a todo tipo de necesidades. Se pueden aplicar en telefonías móviles, iluminación, dispositivos audiovisuales y más. Por ello, la innovación y la rápida adaptación ganan importancia.
El uso de la robótica industrial contribuye en dos sentidos: ganar competitividad y agregar valor añadido a los productos finales. En los dispositivos electrónicos se encuentran componentes de pequeño tamaño y muy delicados, por lo que los robots ayudan a aportar precisión a la producción. De esta forma, también se reducen los desechos y se genera una producción más rentable.
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El futuro de la robótica industrial
Cada vez es más común ver la robótica industrial en diferentes procesos productivos de diversos sectores. Gracias a los variados avances en este campo, se han podido automatizar y optimizar numerosos espacios. Sin embargo, debido a los gastos de inversión, los efectos se han vinculado en su mayoría a las grandes manufactureras.
No obstante, se espera que los medianos y pequeños fabricantes comiencen a apostar por la automatización. Por un lado, las estimaciones indican que los precios de los robots comenzarán a disminuir. Además, se multiplican los esfuerzos por hacer softwares más intuitivos que permitan su uso por empresas con menores conocimientos técnicos.
Por el otro, comienzan a surgir nuevas maneras de acceder a estas tecnologías. Entre ellas, la posibilidad de arrendar modelos que ayuden a acelerar la incorporación de la robótica industrial en los medianos y pequeños empresarios.
La simplificación continuará ganando importancia en el mercado. Con robots más fáciles de usar y programar, será más sencillo para las empresas implementar estas soluciones sin que representen grandes gastos económicos. Esta simplificación facilitaría también la integración y operación de los robots para una fabricación más flexible.
Cabe mencionar que la robótica industrial juega un papel vital dentro de la Industria 4.0. Por ello, los fabricantes trabajan para incorporar nuevas funciones y superar algunos de los retos del sector. Entre los retos se encuentran los diferentes sistemas y lenguajes en los modelos, la incompatibilidad de sistemas entre marcas diferentes, y otros.
Adicionalmente, en los próximos años veremos robots con la capacidad de compartir datos en tiempo real. Ello implica, a su vez, un salto a la nube para que se compartan con los datos de los otros robots de la fábrica. De esta forma, se puede optimizar su funcionamiento.
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Palabras finales
La robótica industrial llega para contribuir a la competitividad de las empresas alrededor del mundo. Permite llenar vacíos en ciertas áreas donde conseguir el personal adecuado es difícil; también es clave para ser más competitivos, eficientes y precisos. Con todos los beneficios que traen a la industria, no es una sorpresa que gran parte de las fábricas del mundo ya hayan incorporado al menos uno de estos robots en su producción.
Más allá del impacto individual, la robótica industrial es clave para la continua evolución de la industria. Sus tecnologías avanzan cada vez más y sus efectos, más grandes. Gracias a ella, se cambiará la manera de trabajar en las industrias y permitirá crear fábricas más seguras y optimizadas.
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