José Luis Pardo Alonso - Montaje y puesta en marcha de sistemas robóticos y sistemas de visión, en bienes de equipo y maquinaria industrial. FMEE0208

Efectores

La función de un efector es la ejecución de respuestas ante los estímulos que reciben del medio ambiente. El sistema automático debe responder de manera sincronizada, de modo que existen efectores, al igual que en los seres vivos, que se ocupan de proporcionar respuestas, de movimiento y de actuación de herramientas. Por ejemplo, en un sistema robótico los brazos, dedos y pinzas se encuentran bajo el control de efectores.

Manipuladores

Son una serie de mecanismos utilizados bajo control humano o automatizado para manejar materiales sin establecer un contacto directo. Estos materiales son con frecuencia nocivos o peligrosos y suponen un riesgo biológico o bien se encuentran situados en lugares inaccesibles. La manipulación es un sistema de control mediante el que un mecanismo es gobernado por un control automático equivalente a un brazo en un sistema robótico, formado por una serie de segmentos articulados entre sí, con varios grados de libertad, destinado al agarre y desplazamiento de objetos.

Unidad de control y mando

La función de este sistema es controlar las acciones que ejecuta el sistema automático de tal forma que pueda cumplir con la tarea que le ha sido asignada, tomando en consideración la información del medio ambiente.

Dispositivos de transporte

Las líneas de montaje pueden estar conectadas por una serie de dispositivos automatizados de transporte como cintas transportadoras, tornillos sin fin, bandas, rodillos o cadenas (como en la industria del automóvil), o ser abastecidas por medios manuales (como en determinadas industrias de montaje de piezas plásticas donde cada puesto de trabajo transfiere el producto al puesto de trabajo vecino).

Nota

Las líneas de montaje pueden conectarse con dispositivos automatizados de transporte o por medios manuales.

Elementos de diálogo (máquina-hombre)

Son dispositivos que facilitan la intercomunicación entre los sistemas automatizados y el operario. Cada vez existen sistemas de diálogo más amigables y adaptados a las necesidades del entorno (adquisición de datos, avisos de alarmas, etc.). Dispositivos de este tipo son: pilotos, pulsadores, teclados, pantallas con sistema Scada, etc.

Como ejemplo simple de nuestra experiencia diaria, consideremos el problema de jugar tenis. Claramente, se necesita buena visión (sensores) y fuerza muscular (actuadores) para jugar tenis, pero estos atributos no son suficientes. De hecho, la coordinación entre ojos y brazo es también crucial para el éxito (unidad de control y mando).

En resumen: los sensores serán los ojos y los actuadores los músculos; la unidad de control serán la destreza.

Los sistemas automáticos son máquinas que se agrupan conforme a las necesidades y usos. Utilizan estos elementos y otros menos habituales de modo que desempeñen una determinada labor en el proceso de producción. Habitualmente podemos encontrar que la interconexión interna entre estos elementos es:

Una vez que los sensores nos informan del estado de un proceso, debemos determinar la forma de actuar sobre el sistema para evolucionar desde el estado actual al estado deseado. Un problema de control industrial típicamente involucrará cientos de sensores y actuadores distintos.

La configuración más o menos compleja de un sistema automático y la interconexión de estos elementos nos ofrecerá sistemas automatizados distintos y diversos. Ejemplos habituales de líneas de producción automática las encontramos en cadenas de montaje de grandes factorías, donde los sistemas controlados por autómatas programables y sistemas robóticos son la base de la producción. Los ejemplos son innumerables: líneas automáticas destinadas a la producción de vehículos, a la clasificación de verduras, a la producción y embasado de alimentos, a la producción de equipos de electrónica de consumo, etc.

6.2. Funciones de las líneas automáticas

La automatización industrial es un concepto evolutivo, más que revolucionario. Las primeras aplicaciones de los autómatas programables se dieron en la industria automotriz para sustituir los complejos equipos basados en relés. Sin embargo, la disminución de tamaño y el menor costo han permitido que los autómatas sean utilizados en todos los sectores de la industria. Solo a modo de ejemplo, se mencionan a continuación algunos de los múltiples campos de aplicación:

Importante

Hay gran número de campos en los que se han automatizado los procesos, como en operaciones de maquinado, pintado, manejo de materiales en planta, sistemas de inspección de piezas, etc.

Procesos propios de manufactura.Las operaciones de maquinado tales como taladrado, torneado, freseado, forjado, plegado, extrusión en frío, colado y rectificado, así como operaciones de perforado, corte, de soldadura por puntos y oxicorte son ejemplos característicos de procesos que se han automatizado extensivamente.

Operaciones de pintado a presión, lacado y barnizado.Procesos de secado y limpieza. Operaciones de lijado y pulido así como aplicación de tratamientos especiales a piezas y productos.

Transporte y manejo de materiales.Los materiales y las piezas en varias etapas de acabado se mueven por la planta mediante equipo controlado por computadoras industriales o autómatas programables y dispositivos de transporte.

Inspección con sistemas de visión artificial.Las piezas son inspeccionadas automáticamente para comprobar su calidad, precisión dimensional y acabado superficial, sea cuando se fabrican (inspección en procesos) o después de terminadas (inspección posproceso).

Montaje y ensamble.Las piezas individuales fabricadas se arman o ensamblan de forma automática para formar el producto.

Operaciones de empaquetado y embasado.Los productos se empacan, envasan y embalan utilizando procedimientos automáticos.

Conjunto de brazos robóticos, realizando operaciones propias de maquinado y soldado sobre el chasis de un automóvil en construcción