Una de las principales aplicaciones de la robótica es la automatización de los procesos industriales. El uso de robots en plantas de fabricación y otras instalaciones es cada vez más frecuente, y lo será todavía más en el futuro. En este artículo te hablamos sobre robótica industrial, sus características, aplicaciones y principales ventajas.
¿Qué es la robótica industrial?
La RAE define la robótica como la “técnica que aplica la informática al diseño y empleo de aparatos que, en sustitución de personas, realizan operaciones o trabajos, por lo general en instalaciones industriales”.
Por su parte, la definición de robótica industrial de la norma ISO 8373 dice así: “Tecnología que opera mediante un manipulador multifuncional, controlado automáticamente, reprogramable en tres o más ejes, que puede estar fijo o móvil para uso en aplicaciones de automatización industrial”.
De esta dos definiciones podemos extraer una propia, más coloquial y entendible. En este sentido, podemos decir que la robótica industrial es la disciplina que se basa en el uso de robots para realizar tareas de automatización en industria. Es un concepto distinto a otros como la robótica educativa.
Se trata de un término relativamente nuevo, que data de los años 30. En concreto, los orígenes del robot industrial se remontan al año 1937, cuando Bill Griffith P. Taylor construyó el primer modelo reconocido por la Organización Internacional de Normalización (ISO). A este dispositivo se le denominó “grúa” y apareció por primera vez en la revista Meccano, en 1938.
Como veremos, el término “automatización” es fundamental para entender las funciones de la robótica industrial. El empleo de robots se puede aplicar a distintos sectores industriales para automatizar procesos y liberar de trabajo al ser humano. Profundizamos en ello en el siguiente punto.
Robótica industrial y automatización
¿Para qué se utiliza la robótica industria? Básicamente se trata de una tecnología que permite liberar a los trabajadores de tareas pesadas, repetitivas o peligrosas.
Los conceptos de automatización y robótica industrial están estrechamente unidos. De hecho, uno de los grandes objetivos es la posibilidad de realizar procesos sin necesidad de intervención o supervisión humana.
Así, la automatización industrial se define como el conjunto de procesos automáticos realizados por robots, que permiten obtener los resultados deseados en el desarrollo de ciertas tareas. Estos resultados están encaminados a la fabricación de productos de mayor calidad en menos tiempo y a un coste más reducido.
El uso de la robótica en la industria comenzó siendo una ayuda a la hora de realizar tareas mecánicas y repetitivas. Sin embargo, con el avance de tecnologías como la inteligencia artificial, los robots actuales son capaces de realizar funciones complejas en un entorno de trabajo controlado.
La automatización de tareas no tiene porqué significar la sustitución de los trabajadores humanos por máquinas. Al contrario, otro de los objetivos de la tecnología robótica es liberar al trabajador humano de tareas tediosas, para dedicar sus esfuerzos a otras más creativas o realmente productivas.
Otra de las finalidades de la robótica en industria es minimizar los riesgos de los trabajadores, asignando las tareas más peligrosas a los robots. Por ejemplo, la manipulación de cargas elevadas, la fabricación de productos que requieren el uso de herramientas peligrosas, o el trabajo en entornos tóxicos, contaminados o bajo temperaturas extremas.
Asimismo, la robotica industrial también debe estar encaminada a un uso seguro de los robots en las instalaciones. Por ejemplo, los robots más modernos son capaces de detectar la presencia humana y de manipular objetos o cargas de acuerdo a parámetros que garantizan que la operación se realice de forma exitosa y sin riesgos para quienes les rodean.
Tipos de robots industriales
Los robots industriales se definen por una serie de características:
- Funcionan y se controlan de manera automática.
- Están formados por un mínimo de tres ejes que cumplen diferentes propósitos.
- Son reprogramables.
En base a esta definición genérica, se pueden clasificar los robots según su complejidad:
- Robots manipuladores: son el tipo de robot más sencillo. Cuentan con sistemas mecánicos bastante básicos y están programados para realizar tareas simples y repetitivas.
- Robots PLC: también llamado computarizados de precisión por controlador lógico programable. Estos robots manipuladores son más complejos que los anteriores ya que cuentan con sensores que les permiten manipular mayores cargas y trabajar con más precisión.
- Robots computerizados por CNC: añaden una capa de complejidad a los robots industriales anteriores. Se trata de máquinas avanzadas que poseen mayor grado de libertad y que pueden realizar tareas todavía más exigentes.
- Robots sensoriales: son los más avanzados, capaces de analizar su entorno y adaptarse al mismo a través del uso de sensores.
Otra forma de distinguir entre los distintos tipos de robots industriales es por el grado de libertad que tienen y su capacidad de trabajo. En este sentido, se puede distinguir entre:
- Robots cartesianos: cuentan con tres grados de libertad en el eje X,Y,Z.
- De configuración cilíndrica: puede realizar dos movimientos lineales y uno de rotación, por lo que posee tres grados de libertad.
- De configuración polar: cada una de sus articulaciones puede realizar movimientos angulares, lineales y rotacionales.
- De configuración angular: también llamados brazos articulados, tienen una articulación con movimiento rotacional y dos angulares.
Por último, el robot en la industria también puede clasificarse en función de si usan cinemática directa o inversa:
- Cinemática directa: el robot calcula la posición en la que debe trabajar su actuador en base a unos parámetros específicos. Se entiende el actuador como la parte de la extremidad del robot que será la encargada de llevar a cabo la tarea.
- Cinemática inversa: el robot calcula los parámetros específicos de trabajo a partir de la posición en la que se encuentra su actuador
¿En qué industrias se utilizan actualmente robots?
Los robots automatizados ya se emplean en numerosos sectores industriales:
- Electrónica e industria eléctrica
- Siderurgia
- Metalurgia
- Automoción
- Minería
- Agrícola y ganadera
- Alimentación
- Electrodomésticos
- Fundiciones
- Industria química y farmacéutica
- Tabaco
- Vidrio
- Plásticos y polímeros
- Investigación científica
- Etc.
La mayoría de fabricantes de robots proveen a estas industria de los llamados robots estacionarios, que son aquellos trabajan desde una posición fija y no se pueden mover. Un ejemplo de este tipo de robot industrial son los brazos robóticos.
En este vídeo puedes ver cómo trabajan los robots en la industria en la fabricación de vehículos:
Ventajas que aporta el uso de la robótica en la industria
Las ventajas de la robótica industrial son numerosas y se pueden aplicar a procesos presente en diversos sectores:
- Aumentar la eficacia de los procesos de fabricación o logística.
- Agilizar la operativa en cadenas de montaje.
- Disminuir los tiempos necesarios para fabricar un producto.
- Maximizar la calidad de los productos.
- Reducir el coste de fabricación, aumentando la rentabilidad por producto.
- Optimizar el aprovechamiento de los recursos productivos y energéticos.
- Evitar la exposición de los trabajadores humanos a entornos de trabajo peligrosos o potencialmente nocivos.
- Aligerar la carga de trabajo de los operarios humanos en tareas mecánicas o repetitivas.
- Ofrecer un mayor grado de flexibilidad en función de las necesidades productivas.
Además, el uso de robots en la industria tiene otra ventaja fundamental: no se cansan, ni se quejan, ni se distraen. Eso sí, se pueden averiar.
¿Dónde estudiar automatización y robótica industrial?
Una de las opciones para dedicarse a la robótica industrial es estudiar una carrera universitaria, como Ingeniería en Sistemas Industriales, Ingeniería Mecatrónica o Ingeniería Matemática.
Si tienes una carrera universitaria relacionada, puedes ampliar tus conocimientos estudiando un Máster Universitario en Robótica y Automatización, como el que se imparte en la UC3M.
También es posible entrar en este campo estudiando un ciclo de Formación Profesional, como el de Técnico Superior en Automatización y Robótica Industrial.
Por otro lado, puedes optar por los cursos de robótica industrial que imparten centros como SEAS o INESEM Business School.
La formación en robótica industrial está cada vez más de moda, y con una simple búsqueda en Google puedes encontrar másters, cursos y todo tipo de formación en esta disciplina.
Libros sobre robótica industrial
Si lo que quieres es ampliar tus conocimientos sobre robótica industrial y seguir formándote por ti mismo, hay publicaciones muy interesantes de autores que deberías leer.
Una de ellas es el libro ‘Robótica industrial: tecnología, programación y aplicaciones‘. Se trata de un libro publicado en 1986 por los autores Mikell P. Groover, Mitchell Weiss, Roger N. Nagel, Nicholas G. Odrey, y que es una verdadera Biblia sobre la robótica industrial, aunque hayan pasado más de 30 años desde su primera edición.
Otra lectura que no podemos dejar de recomendarte es ‘Robótica Industrial: fundamentos y aplicaciones‘, de Arancha Rentería. Está concebido como un libro de aproximación a aquellos técnicos que quieran hacer una primera aproximación a la robótica industrial. En él se explican de forma sencilla los fundamentos básicos de la robótica, técnicas de programación o factores a tener en cuenta al implantar un robot en una industria.
Por último, el libro ‘Robótica: Control de robots manipuladores“, de Fernando Reyes Cortés, presenta los fundamentos del funcionamiento de los robot manipuladores. En él puedes entender fácilmente conceptos como modelado, impedancia, visual servoing y muchos más.
Estos son solo tres ejemplos, pero si buscas seguro que encontrarás muchos otros libros que tratan el tema de la robótica industrial.
Situación de la robótica industrial en España
Los últimos datos publicados por el IFR (International Federation of Robotics), En 2019 existían en Europa más de 70.000 robots industriales.
El ritmo de crecimiento va a aumentar en este año y los próximos. No en vano, se espera que en este 2020 se instalen más de 1,7 robots industriales en todo el mundo, especialmente en países como Corea del Sur, Singapur, China o Estados Unidos.
El caso de España no es una excepción. Nuestro país es uno de los principales exponentes del desarrollo de la robótica en la industria. De hecho, España es el 10º país del mundo con mayor número de robots en la industria, y el 4º en Europa, solo superado por Alemania, Francia e Italia.
El ámbito en el que más se emplean los robots industriales es el sector automotriz (fabricación de vehículos). En cuanto a los tipos de robots más usados destacan los cobots o robots colaborativos, además de los vehículos de guiado automático (AGV).
Salidas profesionales de la robótica industrial
Teniendo en cuenta las cifras anteriores, es de esperar que la robótica industrial sea una salida laboral muy a tener en cuenta durante los próximos años. Algunos de los puestos de trabajo más demandados son:
- Técnico de mantenimiento de sistemas de automatización industrial
- Técnico de implantación de sistemas de automatización
- Programador-controlador de robots industriales
- Diseñador de circuitos y sistemas automatizados
- Jefe de equipo en taller electromecánico
- Proyectista de sistemas de control de sistemas de automatización
- Desarrollador de redes de comunicación en sistemas de automatización
- Verificador de aparatos, cuadros y equipos eléctricos
Además, se podrá encontrar empleo en diversos sectores de actividad, entre los que destacan:
- Sector primario: la robótica industrial es fundamental para la modernización de la agricultura, ganadería, pesca o acuicultura. Gracias a los robots se podrán agilizar trabajos que requieren gran esfuerzo y aumentar la productividad y rentabilidad de estos sectores.
- Industria: el uso de esta evolución tecnológica ya es patente en numerosas industrias: automotriz, manufactureras, extractoras, químicas, etc. Se necesita personal capaz de programa todo tipo de robots industriales, desde máquinas complejas hasta otras más simples dedicadas a labores de logística o pick and place.
- Construcción: la construcción del edificios, infraestructuras u otras obras urbanísticas cada vez hará más uso de la robótica para agilizar los procesos y disminuir los riesgos de los trabajadores.
- Sanidad: el ámbito de la salud tampoco es ajeno a este tipo de avances. Desde creación de robots capaces de asistir en un hospital, hasta otros destinados a la limpieza y desinfección de superficies contaminadas, como hemos visto en los casos del ébola o el coronavirus.
Además, se trata de trabajos para los que se requiere una alta capacitación y especialización, por ello, los salarios son bastante altos. El sueldo medio de un profesional de robótica industrial supera los 25.000 euros anuales, y muchos Ingenieros en robótica industrial cobran del orden de 60.000 euros.
En definitiva, la automatización de procesos industriales a través de la industria robótica es ya una realidad ante la que no se pueden cerrar los ojos. En esta tesitura, todos nos enfrentamos a un cambio de paradigma laboral para el que hay que estar preparados. Las consecuencias que puede tener en el futuro todavía son inciertas, pero no te preocupes, los humanos seguiremos siendo imprescindibles.
