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En la UTH nos comprometemos a servir a la sociedad brindando excelencia académica, con tecnología de avanzada y los mejores profesionales académicos, enfocados a la mejora continua, satisfaciendo las necesidades de nuestros estudiantes y de la empresa privada y pública.
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ROBOTICA
Un Robot es una unidad reprogramable,multifuncional, diseñada para movermateriales, piezas, herramientas odispositivos especiales.
PR
OD
UC
TIV
IDA
D
VERSATILIDAD
M.E R.I
R
H
IDEAL
ETAPAS DE LA ROBÓTICA
Primer Etapa: Año 1950, aparece el manipulador“AMO ESCLAVO” para el manejo de materialesRadioactivos en el Laboratorio Argonne de EstadosUnidos.
Segunda Etapa: Año 1954 el inventor George Devol(USA), pionero en la robótica patenta por primeravez un brazo robot programable.
Tercer Etapa: Año 1958 George Devol y JosephEngelberger (USA), este último considerado padrede la Robótica, fundan la empresa UNIMATION(USA). El primer robot comenzó a funcionar en1961 en la G.M. y un conjunto de ellos en el año1965.
Cuarta Etapa: En el año de 1968 recién el Japóncomienza a tratar el tema Robótica contecnología propia. En el año de 1969, seconstruye el Instituto de Investigación de laUniversidad de Stanford (USA), el primer robotmóvil SHAKEY, de 1 m. ½ a control remoto, yen el año 1970 recién se implanta en Europa contecnología de terceros.
Quinta Etapa: En el año 1970 en la Universidadde Stanford (USA), se concibe por primera vezun robot con una computadora detrás.
Sexta Etapa: En el año 1975, y hasta el año1980, fue el periodo de mayor esplendor yaplicación de la robótica Industrial (el 25% delparque de robots a nivel mundial)
Séptima Etapa: Después del año 1980, seconcibe por primera vez el ROBOTINTELIGENTE, capaz de poder adaptarse alambiente y tomar decisiones en tiempo real.
Octava Etapa: Año 1986 en adelante y hastanuestros días experimentación con robotsmóviles…..
LEYES DE LA ROBÓTICA INDUSTRIAL
Primera Ley: Un robot no puede dañar aun ser humano, o a través de su inacciónpermitir que se dañe a un ser humano
Segunda Ley: Un robot debe obedecerlas órdenes dadas por los sereshumanos, excepto cuando tales ordenesestén en contra de la primer ley.
Tercera Ley: Un robot debe proteger su propiaexistencia, siempre y cuando esta protección noentre en conflicto con la primera y segunda ley.
Ley Cero: Un robot no puede dañar a lahumanidad, o a través de su inacción, permitirque se dañe a la humanidad.
Nota: Estas leyes han sido propuestas por IsaacAsimov, quien las comenzó a utilizar en susobras en el año 1942
PORQUE UN ROBOT?
1. MAYOR PRODUCTIVIDAD2. AHORRO DE MATERIA PRIMA Y ENERGÍA3. FLEXIBILIDAD TOTAL4. CALIDAD HOMOGENEA Y MAYOR5. CALIDAD DE TRABAJO HUMANO:
Seguridad: Trabajos peligrosos e insalubresComodidad: Trabajos repetitivos y en
posiciones forzadas6. ACUMULACIÓN INSTANTANEA DE
EXPERIENCIAS
EJEMPLO DE AHORRO DE MATERIA PRIMA Y ENERGÍA
PRENSA HIDRÁULICA
(Carrocerías de automóvil)
MATRIZ MACHO
MATRIZ HEMBRA
PMI
CONTROL 1 CONTROL 2
CHAPA DE ACERO
0.68/0.86 mm
SAE 1006
PMS
Tn
E P e
Ensayo de tensión
σz= tensión fluencia σt= tensión rotura
σz/ σt= Relación elástica σ%= Alargamiento porcentual (elongación)
CARRERA
PESO EN AUTOMÓVILES
PESO TOTAL CHAPA CARROCERÍA
500 312
605 375
960 485
1200 620
PESO CHAPA EN ELECTRODOMÉSTICOS
COCINA 63 A 76 KG
HELADERA 26 A 78 KG
LAVARROPAS (LAVADORA) 37 A 66 KG
CLASIFICACIÓN DE ROBOTS EN FUNCIÓN DEL TIPO DE ARTICULACIONES
1. CARTESIANOS: Sus 3 articulaciones sonprismáticas. Si están suspendidas del techoo de la pared son de portico.
2. CILINDRICOS: Poseen la primer articulaciónangular y las otras dos prismáticas.
3. POLARES: Las 2 primeras articulaciones sonangulares y la tercera prismática
4. ANGULARES: Todas las articulaciones sonde giro.
5. SCARA: Robot fijo de brazo articulado,con tres movimientos de giro y unoprismático (vertical), exclusivamente parael montaje de componentes, en especialelectrónicos.
APLICACIONES (CONVENCIONALES)
1. AUTOMOTRIZ
2. LÍNEA BLANCA (Electrodomésticos)
3. PLÁSTICOS Y CAUCHOS
4. ELECTRÓNICA (Montaje de componentes)
5. CONTROL DE CALIDAD (Inspección)
APLICACIONES (NO CONVENCIONALES)
TEXTIL CONSTRUCCIÓN AGRICULTURA GANADERIA ALIMENTACIÓN AEROESPACIAL FARMACÉUTICA MEDICINA NUCLEAR MILITAR MINERÍA
MERCADO DE ROBOTS EN MUNDO (2002)
JAPÓN 366.600 USA 120.200 ALEMANIA 103.800 ITALIA 47.400 COREA 31.400 FRANCIA 20.000 REINO UNIDO 15.000 ANTIGUA RUSIA 10.000 ESPAÑA 8.600 BENELUX 7.200 TAIWAN 5.800
SUECIA 5.300
SINGAPUR 5.000
EUROPA DEL ESTE 4.100
SUIZA 3.300
AUSTRIA 2.800
AUSTRALIA 2.600
FINLANDIA 1.900
DINAMARCA 1.000
ARGENTINA 502
NORUEGA 500
OTROS 10.000
TOTAL ROBOTS INSTALADOS EN EL MUNDO
1990 459.200
1994 586.300
1998 720.000
2002 799.400
DE ESTOS ROBOTS TIENEN:
JAPÓN 366.000
UNION EUROPEA 220.000
USA 120.200
AREAS DE MAYOR APLICACIÓN
SOLDADURA 29.2%
MONTAJE 25.7%
MANIPULACIÓN 13.1%
MECANIZADO 8.7%
PALETIZACIÓN 3.1%
ROBOTS DE 5 O MÁS EJES 65% DEL TOTAL
47.5% ANGULARES – 2.6% SCARAS
CANTIDAD DE ROBOTS POR CADA 10 EMPLEADOS
JAPÓN 272 COREA 125 AÑEMANIA 117 ITALIA 102 SUECIA 89 FINLANDIA 67 FRANCIA 63 ESPAÑA 62 BÉLGICA 51 HOLANDA 51 LUXENBURGO 51
ROBOTS DE SERVICIO
TIPO ROBOT UNID(1999) INST
PREVIS(03-05)
*ROBOTS DE LIMPIEZA 400 700
*ROBOTS INSPECCIÓN Y 100 150
MANTENIMIENTO
*ROBOTS DE INSPECCIÓN 900 200
SUBACUÁTICA
*ROBOTS MÉDICOS 800 5.000
(CIRUGÍA NO INVASIVA)
*SILLAS DE RUEDAS ROBOTIZADAS 200 200
*PLATAFORMAS ROBOTIZADAS 500 400
MÓVILES (MÚLTIPLES USOS)
TIPO ROBOT UNID(1999) INST PREVIS(03-05)
*ROBOTS VIGILANCIA 50 250
Y SEGURIDAD
*ROBOTS GUÍA (MUSEOS) 10 50
*ROBOTS SERVIDORES 50 1.200
DE COMBUSTIBLE
*ROBOTS DESACTIVADORES 150 250
DE EXPLOSIVOS
*ROBOTS DE LABORATORIOS 180 500
*ROBOTS DOMÉSTICOS 3.000 4.000
FIRMA MAS ROBOTIZADA DEL MUNDO
APPLE(E.E.U.U.)
Fabrica un computador
con menos de 50 personas
(solamente en Dirección,
Administración y Comercial)
FABRICAS LIDERES (MUNDO)
EE.UU EUROPA JAPON
ASEA (ABB) 18,0 35,0 8,0
FANUC (Japón) 23,0 8,0 18,0
NACHI (Japón) - - 18,0
KUKA (Alemania) - 15,0 -
CINCINATTI (USA) 15,0 - -
YASKAWA (Japón) - - 13,0
CLOSS (Alemania) - 5,0
DIFERENCIAS DE RESULTADOS EN LOS SISTEMAS DE
FABRICACION FLEXIBLE
Según un estudio realizado por la Harvard
Bussiness School (USA), se examinaron 35
instalaciones americanas y 60 japonesas.
En el Japón cada sistema produce 93 piezas
diferentes.
En los EE.UU cada sistema produce 10 piezas
diferentes.
OTRA DE LAS NOVEDADES ES QUE...
EE.UU se dedica a series grandes (2000
unidades promedio).
El Japón se dedica a series reducidas (260
unidades promedio).
CONCLUSIÓN: Se debe a la cualificación de
los técnicos y operarios, y a nivel directivos,
pues en equipos y tecnologías son
comparables.
EJEMPLO JAPONÉS
De las 68 empresas de robots que exportan
parte de su producción, tres de ellas emplean
más de 100 investigadores.
GEDELIUS = 300
TOSHIBA = 200
KAWASAKI = 100
Más de 10 firmas tienen alrededor de 50
personas en I + D.
PROCESOS
JAPON ALEM. INGL.
SOLDADURA
POR PUNTOS58% 30% 16%
SOLDADURA
AL ARCO19% 12% 13%
TRATAMIENTO
SUPERFICIAL
(Control de
Calidad)
11,5% 14% 18,5%
APLICACIONES
VARIAS11,5% 44% 52,5%
PRINCIPAL EJEMPLO DE ROBOTS EN BENEFICIO DE LA SEGURIDAD E
HIGIENE
ROBOT DE PINTURA
Es el trabajo mas insalubre de la Industria Automotriz
BENEFICIO DE USO:
1. Permite trabajar con alto nivel de ruido, con materiales tóxicos y cancerígenos..... Sin problemas
2. Permite ahorro de energía en ventilación y en calefacción.
3. Obtiene pintura de mejor calidad y homogénea
R
E
S
U
L
T
A
D
O
S
Capa mas homogénea y sin fallas
Reducción costo materiales
Ahorro en retoques finales
Reducción del costo de garantía por
defectos de pintado
Ahorro de mano de obra ( trabajo y
retrabajo)
RIESGOS EN ROBOTICA
Colisión del hombre con el robot
Proyección de una pieza por el robot industrial
Atrapamiento
Riesgos varios (electrocuciones, quemaduras, radiaciones diversas, atrapes de órganos móviles, proyección de partículas, etc.)
PARTES DEL ROBOT CAUSANTES DEL ACCIDENTE
Estructura mecánica y elemento terminal
Actuadores o accionamientos
Unidad de control y sensores
SEGURIDAD EN ROBOTS
Peligro de lesiones en visitantes y empleados
Desperfectos físicos y directos en sistemas, equipos de control y soporte.
Errores y omisiones por partes de los creadores del software
ALGUNOS SISTEMAS DE SEGURIDAD EN ROBÓTICA
1. Barrera de protección física
2. Bloqueos eléctricos en puertas de acceso
3. Detectores de intrusos
4. Interceptores de emergencia y paradas mecánicas
ALGUNOS SISTEMAS DE SEGURIDAD EN ROBÓTICA
5. Mantenimiento in situ para sustitución rápida de repuestos susceptibles a fallas o daños
6. Almacenamiento del software de seguridad en un lugar remoto y protegido
7. Disponibilidad inmediata de hardware sustituto Repuesto de emergencia y plan de recuperación, ante un desastre
8. Implementación de medidas de seguridad para prevenir sabotaje
9. Comprobación rutinaria de los sistemas de seguridad y procedimientos de trabajo
10. Capacitación y adiestramiento adecuado del personal de programación, entrada de datos, operativo y mantenimiento
ALGUNOS SISTEMAS DE SEGURIDAD EN ROBÓTICA
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