¡Descarga Aplicaciones Industriales de la Robótica: Un Análisis Detallado y más Exámenes selectividad en PDF de Tecnología Industrial solo en Docsity!
El siguiente archivo leer y en función a ello escoger la aplicación que le darán a su proyecto final: APLICACIONES DE LOS ROBOTS En la actualidad los robots se usan de manera extensa en la industria, siendo un elemento indispensable en una gran parte de los procesos de manufactura. Impulsados principalmente por el sector del automóvil, los robots han dejado de ser máquinas misteriosas propias de la ciencia ficción para ser un elemento más de muchos de los talleres y líneas de producción. Por su propia definición el robot industrial es multifuncional, esto es, puede ser aplicado a un número, en principio ilimitado, de funciones. No obstante, la práctica ha demostrado que su adaptación es óptima en determinados procesos (soldadura, paletización, etc.) en los que hoy en día el robot es, sin duda alguna, la solución más rentable [ENGELBERGER-80], [GROOVER- 89] [APPLETON-87]. Junto con estas aplicaciones ya arraigadas hay otras novedosas en las que si bien la utilización del robot no se realiza a gran escala, sí se justifica su aplicación por las condiciones intrínsecas del medio de trabajo (ambientes contaminados, salas asépticas, construcción, etc.) o la elevada exigencia en cuanto a calidad de los resultados (medicina, etc.). Estos robots se han venido llamando robots de servicio [ENGELBERGER-89]. En este capítulo se repasan las aplicaciones más frecuentes, destacando las posibilidades del robot y sus ventajas frente a otras alternativas. Asimismo, se presentan algunas de las aplicaciones más novedosas en sectores como la construcción, medicina, sector eléctrico, etc. CLASIFICACION La Federación Internacional de la Robótica (IFR) estableció en 1988 una clasificación de las aplicaciones de la robótica en el sector manufacturero [TORRAL VA-92]. La Tabla 10.1 presenta esta Tabla 10.1. Clasificación de las aplicaciones industriales de la robótica 110 Manipulación en fundición 111 moldes 119 Otros 130 Manipulación en moldeo de plásticos 140 Manipulación en tratamientos térmicos 150 Manipulación en la forja y estampación 160 Soldadura 161 Al arco 162 Por puntos 163 Por gas 164 Por láser 169 Otros 170 Aplicación de materiales 171 Pintura 172 Adhesivos y secantes
179 Otros 180 Mecanización 181 Carga y descarga de máquinas 182 Corte mecánico, rectificado, desbarbado y pulido 189 Otros 190 Otros procesos 191 Láser 192 Chorro de agua 199 Otros 200 Montaje 201 Montaje mecánico 202 Inserción 203 Unión por adhesivos 204 Unión por soldadura 209 Otros 205 Manipulación para montaje 210 Paletización 220 Medición, inspección, control de calidad 230 Manipulación de materiales 240 Formación, enseñanza e investigación 900 Otros clasificación, que pretende englobar la mayor parte de los procesos robotizados en la actualidad aunque, como se ha indicado anteriormente, se pueden encontrar aplicaciones particulares que no aparecen de manera explícita en esta clasificación. En el siguiente epígrafe se tratan con detalle todas estas aplicaciones. 10.2. APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS ROBOTS La implantación de un robot industrial en un determinado proceso exige un detallado estudio previo del proceso en cuestión, examinando las ventajas e inconvenientes que conlleva la introducción del robot. Será preciso siempre estar dispuesto a admitir cambios en el desarrollo del proceso primitivo (modificaciones en el diseño de piezas, sustitución de unos sistemas por otros, etc.) que faciliten y hagan viable la introducción del robot. En cuanto al tipo de robot a utilizar, habrá que considerar aspectos de diversa índole como área de acción, velocidad de carga, capacidad de control, coste, etc. Éstos ya fueron examinados con detalle en el Capítulo 9. Ciertas aplicaciones industriales cuentan en la actualidad con suficiente experiencia en su robotización como para poder fijar unas líneas generales en cuanto a las posibilidades reales del robot en ellas, así como en cuanto a las dificultades, cambios y ventajas a las que la introducción del robot puede dar lugar. El primer proceso robotizado, la fundición inyectada, instalado en la General Motors (Trenton) en 1960, cuenta con más de tres décadas de antigüedad, tiempo suficiente como para que se hayan valorado con detalle las ventajas e inconvenientes del robot. A continuación van a ser analizadas algunas de las aplicaciones industriales de los robots. Dando una breve descripción del proceso, exponiendo el modo en el que el robot entra a formar parte de él, y considerando las ventajas e inconvenientes. Por último, en algunos casos, se presentará y comentará alguna aplicación práctica real.
La robotización de la soldadura por puntos admite dos soluciones: el robot transporta la pieza presentando ésta a los electrodos que están fijos, o bien, el robot transporta la pinza de soldadura posicionando los electrodos en el punto exacto de la pieza en el que se desea realizar la soldadura. El optar por uno u otro método depende del tamaño, peso y manejabilidad de las piezas. En las grandes líneas de soldadura de carrocerías de automóviles, éstas pasan secuencialmente por varios robots dispuestos frecuentemente formando un pasillo. Una vez situada una carrocería en el pasillo, los robots, de manera coordinada, posicionan las pinzas de soldadura realizando varios puntos consecutivamente. La gran demanda de robots para la tarea de soldadura por puntos ha originado que los fabricantes desarrollen robots especiales para esta aplicación que integran en su sistema de programación el control de la pinza de soldadura que portan en su extremo. Los robots de soldadura por puntos precisan capacidad de carga del orden de los 50-100 kg y estructura articular, con suficientes grados de libertad (5 o 6) como para posicionar y orientar la pinza de soldadura (o pieza, según el caso) en lugares de difícil acceso. En cuanto al control suele ser suficiente con un control punto a punto (PTP). El otro tipo de soldadura, también ampliamente robotizado aunque en menor grado que el anterior, es el de soldadura por arco. En ella se unen dos piezas mediante la aportación de un flujo de material fundido procedente de una varilla de metal (electrodo). Un arco eléctrico, entre la pieza a soldar y el electrodo, origina las altas temperaturas que funden este último. La calidad de la soldadura depende de la distancia entre pieza y electrodo, de la velocidad de desplazamiento del electrodo por la trayectoria de soldadura, de la tensión e intensidad empleadas, del ángulo de ataque del electrodo, etc. La dificultad de mantener constantes las variables antes citadas, junto con el ambiente poco agradable en el que se desarrolla la soldadura por arco (radiación ultravioleta, humo, chispas, etc.) propician que el robot sustituya al hombre en este proceso. Los robots de soldadura por arco cuentan con una pistola que aporta el alambre del electrodo (ver Figura 10.3.). Para realizar cordones de soldadura siguiendo caminos complicados, precisan un control de trayectoria continua. No precisan gran capacidad de carga (10 kg.), pero sí un amplio campo de acción (alrededor de 2 m. de radio) y un número elevado de grados de libertad (5 o 6), incorporando incluso el control de ejes externos que mueven el utillaje que soporta a la pieza. En ocasiones, y para aumentar la accesibilidad del robot, se dispone suspendido sobre las piezas a soldar. Esto permite cubrir grandes superficies posicionando y orientando la pistola a lo largo de complicadas trayectorias. Algunos fabricantes han dotado a las unidades de control de sus robots de instrucciones especiales para efectuar la soldadura por arco, pudiéndose especificar los parámetros de soldadura. Asimismo, la posible imprecisión en el posicionamiento de las piezas a unir dificulta el posicionado inicial y seguimiento del cordón. Por ello, algunos robots incluyen sensores especiales para localizar el comienzo y seguir el cordón de manera automática. Estos sistemas de seguimiento del cordón están basados normalmente en sensores láser. Este es capaz de detectar inicialmente la posición de comienzo del cordón así como de determinar su anchura para, posteriormente, seguir el cordón. Se consiguen así precisiones del orden de 0,5 mm a velocidades de 40 mm/s. 10.2.3. Aplicación de materiales. Pintura
El acabado de superficies por recubrimiento de un cierto material (pintura, esmalte, partículas de metal,etc.) con fines decorativos o de protección, es una parte crítica en muchos procesos de fabricación. Tanto en la pintura como en el metalizado, esmaltado o arenado, la problemática a resolver es similar, siendo la primera la que cuenta con mayor difusión. Su empleo está generalizado en la fabricación de automóviles, electrodomésticos, muebles, etc. En estos procedimientos se cubre una superficie (de forma tridimensional y en general complicada) con una mezcla de aire y material (pintura) pulverizada mediante una pistola. Es preciso conseguir una perfecta homogeneidad en el reparto de la pintura, realizándose para ello un control de la viscosidad, de la distancia entre pieza y pistola, velocidad de movimiento de ésta, número de pasadas, etc. Todos estos parámetros son tradicionalmente controlados visualmente por el operario. Por otra parte el entorno en el que se realiza la pintura es sumamente desagradable y peligroso. En él se tiene simultáneamente un reducido espacio, una atmósfera tóxica, un alto nivel de ruido, un riesgo de incendio, etc. Estas circunstancias han hecho de la pintura y operaciones afines, un proceso de interesante robotización. Con el empleo del robot se eliminan los inconvenientes ambientales y se gana en cuanto a homogeneidad en la calidad del acabado, ahorro de pintura y productividad. Normalmente los robots de pintura son específicos para este fin. Suelen ser robots articulares, ligeros, con 6 o más grados de libertad que les permiten proyectar pintura en todos los huecos de la pieza. Cuentan con protecciones especiales para defenderse de las partículas en suspensión dentro de la cabina de pintura y sus posibles consecuencias (explosiones, incendio, deterioros mecánicos, etc.). Este mismo motivo origina que, en muchos casos, el accionamiento de los robots de pintura sea hidráulico, o de ser eléctrico los cables vayan por el interior de conductos a sobrepresión, evitándose así el riesgo de explosión. Tal vez la característica fundamental de los robots dedicados a estas tareas sea su método de programación. Obviamente es preciso que cuenten con un control de trayectoria continua, pues no basta con especificar el punto inicial y final de sus movimientos, sino también el camino seguido. Sin embargo, cuando la pintura es realizada por un operario experimentado, éste no conoce el camino con precisión milimétrica, siendo cada vez diferente. Por este motivo, no es posible especificar el camino a la unidad de control del robot mediante trayectorias procedentes de una interpolación (lineal, circular, etc.). El método normal de programación de estos robots es el de aprendizaje con un muestreo continuo de la trayectoria. El operario realiza una vez el proceso de pintura con el propio robot o mediante un maniquí, mientras que la unidad de programación registra continuamente, y de manera automática, gran cantidad de puntos para su posterior repetición (esto motiva que su capacidad de memoria no se mida por el número de puntos a almacenar, sino por el tiempo durante el que se puede estar registrando puntos). 10.2.4. Aplicación de adhesivos y sellantes Los robots son frecuentemente utilizados para la aplicación de cordones de material sellante o adhesivos en la industria del automóvil (sellante de ventanas y parabrisas, material anticorrosión en los bajos del coche, etc.).
Estas máquinas emplean diferentes herramientas que se acoplan a un cabezal común de manera automática cuando el proceso de mecanizado lo precisa. Las herramientas a usar en un proceso concreto son almacenadas en tambores automáticos que permiten un rápido intercambio de la herramienta. El robot es el complemento ideal de estas máquinas. Sus tareas pueden comenzar con la recogida de la pieza del sistema de transporte y su carga en la máquina de mecanizado. Cuando esta finaliza su programa, el robot retira la pieza para dejarla en el sistema de transporte encargado de evacuarlas o para llevarla a otra máquina (o a la misma tras un cambio de orientación). Asimismo el robot puede ocuparse de cargar el alimentador automático de herramientas de la máquina, reponiendo herramientas gastadas o seleccionando las adecuadas para la producción de una determinada pieza. En las células de multiproceso el mismo robot alimenta a varias máquinas o centros de mecanizado. Una misma pieza, transportada por el robot, puede ir pasando de una máquina a otra, incluyendo controles metrológicos de calidad u otras tareas de calibración La sincronización de toda la célula (alimentadores, centros de mecanizado, robots, etc.) puede ser realizada por la propia unidad de control del robot que cuenta, por lo general, con gran potencia de cálculo y capacidad de manejo de entradas y salidas. En ocasiones estas células cuentan con sistemas multirobot, trabajando éstos de manera secuencial con la pieza. Hasta la fecha no existen apenas realizaciones prácticas de cooperación de robots de manera coordinada [RODRIGUEZ-94]. Las características de los robots para estas tareas de alimentación de máquinas herramientas son por lo general similares a las necesarias para la alimentación de otras máquinas. Las únicas discrepancias estriban en su mayor precisión y capacidad de carga inferior (decenas de kilogramo a lo sumo). 10.2.6. Procesado Dentro del procesado se incluyen aquellas operaciones en las que el robot enfrenta pieza y herramientas (transportando una u otra) para conseguir, en general, una modificación en la forma de la pieza. El desbarbado consiste en la eliminación de rebabas de las piezas de metal o plástico, procedentes de un proceso anterior (fundición, estampación, etc.). Esta operación se realiza manualmente con una esmeriladora o fresa, dependiendo la herramienta de las características del material a desbarbar. Un robot dedicado al desbarbado porta la herramienta o la pieza, según la aplicación, haciendo entrar en contacto ambas. La herramienta debe seguir el contorno de la pieza, que en muchas ocasiones es complejo, con elevada precisión en su posicionamiento y velocidad. Por este motivo se precisan robots con capacidad de control de trayectoria continua y buenas características de precisión y control de velocidad. Además, puesto que las rebabas con que vienen las piezas presentan formas irregulares, conviene que el robot posea capacidad para adaptarse a éstas mediante el empleo de sensores o el desarrollo de un elemento terminal del robot autoadaptable. Figura 10.8. Robot IRB 2000 realizando el desbarbado de caperuzas de fundición gris para bombas de aceite. (Cortesía de ABB Robótica.) Parecida al desbarbado en cuanto a necesidades es la aplicación de pulido, cambiando básicamente la herramienta a emplear. Las necesidades de precisión y de empleo de sensores son tal vez en este caso menos exigentes.
10.2.7. Corte El corte de materiales mediante robot es una aplicación reciente que cuenta con notable interés. La capacidad de reprogramación del robot y su integración en un sistema CIM, hacen que aquel sea el elemento ideal para transportar la herramienta de corte sobre la pieza, realizando con precisión un programa de corte definido previamente desde un sistema de Diseño Asistido por Computador (CAD). Los métodos de corte no mecánico más empleados son oxicorte, plasma, láser y chorro de agua, dependiendo de la naturaleza del material a cortar. En todos ellos el robot transporta la boquilla por la que se emite el material de corte, proyectando éste sobre la pieza al tiempo que sigue una trayectoria determinada (Figura 10.9). Las piezas a cortar pueden disponerse en varias capas, unas encima de otras, realizándose el corte simultáneo de todas ellas (corte de patrones en la industria textil). Si bien el oxicorte y el corte por plasma son tecnologías muy extendidas y consecuentemente bien conocidas, no ocurre lo mismo con el corte por láser y por chorro de agua, de más reciente aparición. La disposición típica del robot en el corte por chorro de agua es la de robot suspendido trabajando sobre las piezas fundamentalmente en dirección vertical. El robot porta una boquilla de pequeño diámetro (normalemente de 0,1 mm.) por la que sale un chorro de agua, en ocasiones con alguna sustancia abrasiva, a una velocidad del orden de 900 m/s, y a una presión del orden de 4000 kg/cm². El sistema completo precisa de bomba, intensificador, reguladores de presión y electroválvulas [DRAUGHTON-93]. El corte por chorro de agua puede aplicarse a materiales como alimentos, fibra de vidrio, PVC, mármol, madera, goma espuma, neopreno, yeso, tela, cartón, e incluso a metales como aluminio, acero y titanio. En estos casos se añade al agua una sustancia abrasiva. Las principales ventajas del corte por chorro de agua frente a otros sistemas son: No provoca un aumento de temperatura en el material. No es contaminante. No provoca cambios de color. No altera las propiedades de los materiales. Coste de mantenimiento bajo. Los robots empleados precisan control de trayectoria continua y elevada precisión. Su campo de acción varía con el tamaño de las piezas a cortar, siendo en general de envergadura media (de 1 a 3 metros de radio). En este sentido, como se ha comentado, con mucha frecuencia se dispone al robot suspendido boca abajo sobre la pieza (Figura 10.10). 10.2.8. 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 este área, consiguiéndose importantes avances. Muchos procesos de ensamblado se han automatizado empleando máquinas especiales que funcionan con gran precisión y rapidez. Sin embargo, el mercado actual precisa de sistemas muy flexibles, que permitan introducir frecuentes modificaciones en los productos con unos
obstante, se pueden encontrar aplicaciones de paletización de pequeñas piezas, en las que un robot con una capacidad de carga de 5 kg es suficiente. Las denominadas tareas de pick & place, aunque en general con características diferentes al paletizado, guardan estrecha relación con éste. La misión de un robot trabajando en un proceso de pick & place consiste en recoger piezas de un lugar y depositarlas en otro. La complejidad de este proceso puede ser muy variable, desde el caso más sencillo en el que el robot recoge y deja las piezas en una posición prefijada, hasta aquellas aplicaciones en las que el robot precise de sensores externos, como visión artificial o tacto, para determinar la posición de recogida y colocación de las piezas. Al contrario que en las operaciones de paletizado, las tareas de picking suelen realizarse con piezas pequeñas (peso inferior a los 5 kg) necesitándose velocidad y precisión. Un ejemplo típico de aplicación del robot al paletizado sería la formación de palets de cajas de productos alimenticios procedentes de la línea de empaquetado. En estos casos, cajas de diferentes productos llegan aleatoriamente al campo de acción del robot. Allí son identificadas bien por una célula de carga, por alguna de sus dimensiones, o por un código de barras. Conocida la identidad de la caja, el robot procede a recogerla y a colocarla en uno de los diferentes palets que, de manera simultánea, se están formando. El propio robot gestiona las líneas de alimentación de cajas y de palets, a la vez que toma las decisiones necesarias para situar la caja en el palet con la posición y orientación adecuadas de una manera flexible (Figura 10.13). El robot podría ir equipado con una serie de ventosas de vacío y su capacidad de carga estaría en torno a los 50 kg. 10.2.10. Control de calidad La tendencia a conseguir una completa automatización de la producción abarca todas las etapas de ésta, inclusive el control de 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 Otras posibles aplicaciones del robot en el control de calidad consisten en utilizar a éste para transportar el instrumental de medida (ultrasonidos, rayos X, etc.) a puntos concretos de la pieza a examinar. La situación de posibles defectos detectados puede registrarse y almacenarse a partir, como antes, de la propia unidad de control de robot (Figura 10.15). Por último, el robot puede usarse como mero manipulador encargado de clasificar piezas según ciertos criterios de calidad (piezas correctas e incorrectas, por ejemplo). En este caso, el control y decisión de a qué familia pertenece la pieza se hace mediante un sistema específico, capaz de comunicarse con el robot (visión artificial, sistema de pesaje, etc.).
No existe, en este caso, un tipo concreto de robot más adecuado para estas tareas. En el control dimensional suelen usarse robots cartesianos por la precisión de éstos pero, en general, son igualmente válidos robots articulares. 10.2.11. Manipulación en salas blancas Ciertos procesos de manipulación deben ser realizados en ambientes extremadamente limpios o/y controlados. En ellos, la actividad del operador se ve dificultado no por el trabajo en sí, que no tiene porqué 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 las salas de fabricación de algunos productos farmacéuticos, son ejemplos típicos. Diversos procesos de la industria farmacéutica, como la producción de vacunas y hormonas, o la preparación de injertos de piel y reproducción de células, deben ser realizadas bajo estrictas condiciones de esterilidad. La manipulación de estos productos durante su fabricación se realiza en cabinas con protección de clase 10, en las que los operadores deben pasar por un minucioso proceso de esterilización antes de entrar al interior. Las funciones típicas de manipulación a realizar en estos procesos son la recogida de una de las probetas que contienen el producto en fase de fabricación, su apertura, la adición de algún nuevo producto, giro de la probeta, etc. La utilización de un robot para estas funciones se realiza introduciendo éste de manera permanente en la cabina. El robot debe cumplir la normativa correspondiente al entorno de clase 10, siendo por lo demás válido cualquier robot comercial, normalmente de seis grados de libertad y alcance inferior a un metro. De este modo se consigue, entre otros beneficios, una reducción del riesgo de contaminación, una mayor homogeneidad en la calidad del producto, y una reducción en el coste de la fabricación Con menos exigencias de limpieza que las demandadas en la fabricación de semiconductores o en la industria farmacéutica, la industria alimenticia puede hacer uso de robots para la preparación o procesado de alimentos. La preparación de bandejas de comida (catering), la preparación de cajas de hamburguesas (Figura 10.17) o incluso el corte de piezas de carne en un matadero, son algunos ejemplos de sistemas hoy en día en funcionamiento. 10.3. NUEVOS SECTORES DE APLICACIÓN DE LOS ROBOTS. ROBOTS DE SERVICIO Las aplicaciones de la robótica examinadas anteriormente responden a los sectores que, como el del automóvil o de la manufactura, han sido desde hace 30 años usuarios habituales de los robots industriales. Este uso extensivo de los robots en los citados sectores se ha visto propiciado por la buena adaptación del robot industrial a las tareas repetitivas en entornos estructurados. De este modo, la competitividad del robot frente a otras soluciones de automatización se justifica por su rápida adaptación a series cortas, sus buenas características de precisión y rapidez, y por su posible reutilización con costes inferiores a los de otros sistemas.
Por sus especiales características, el sector nuclear es uno de los más susceptibles de utilizar robots de diseño específico [FOGLE-93]. Entre las diversas aplicaciones se han escogido aquí, por su especial relevancia, las relativas a operaciones de mantenimiento en zonas contaminadas y de manipulación de residuos. Inspección de los tubos del generador de vapor de un reactor nuclear Las operaciones de inspección y mantenimiento de las zonas más contaminadas de una central nuclear de producción de energía eléctrica son por naturaleza largas y costosas. De realizarlas manualmente, el tiempo de exposición de los operadores a la radiación es un factor crítico que, junto con el elevado coste que supone una interrupción temporal del funcionamiento del sistema en cuestión, justifica sin ningún lugar a dudas la utilización de sistemas robotizados, normalmente teleoperados, total o parcialmente, que sustituyan al operador. En el generador de vapor se produce el intercambio de calor entre el fluido primario y secundario. Para ello, dentro de la vasija del generador, se encuentran dispuestas en forma matricial los tubos por los que circula el fluido receptor del calor. El inevitable desgaste de estos tubos obliga a realizar periódicamente labores de inspección, para que en el caso de que alguno se encuentre dañado inutilizarlo, poniendo en funcionamiento alguno de los tubos de reserva que a tal fin se han dispuesto en el generador. Para realizar esta operación de manera automática puede utilizarse un robot de desarrollo específico que, introducido en la vasija, posicione una sonda de inspección en la boca de cada tubo. Ésta, empujada por el interior del tubo, proporcionará información sobre el estado del mismo. Es preciso considerar que el robot se introduce en la vasija mediante un sistema mecánico que, junto con los posibles errores en la disposición matricial de los tubos, obliga a que el robot trabaje, bien con ayuda de teleoperación, o bien con sistemas sensoriales externos como visión o láser, que proporcionen la posición real relativa entre el extremo del robot y los tubos. Manipulación de residuos radioactivos Como se indicó en el Capítulo 1, los primeros sistemas teleoperados, desarrollados por el Argonne National Laboratory (ANL) tuvieron como objetivo la manipulación de productos radioactivos sin riesgo para el ser humano. La industria nuclear genera una cantidad considerable de residuos radioactivos de baja contaminación (vestimentas, envases de plástico, papel, etc.) o de alta (restos de las células del reactor, materiales en contacto directo prolongado con las zonas radiactivas, etc.). La forma, tamaño y peso de estos desechos es variable y su manipulación tiene por objetivo final su envase en contenedores especiales, que son posteriormente transportados y almacenados (lo que origina una nueva problemática). Para manipular remotamente estos residuos se hace uso tanto de telemanipuladores con unión mecánica y seguimiento directo del proceso por parte del operador a través de un cristal (caso de baja contaminación), como con sistemas con mando remoto por radio o cable en el caso de contaminación elevada. Estos manipuladores permiten la flexibilidad necesaria para manipular elementos de peso variable y forma no definida (incluso no rígidos). Además, es preciso considerar la importancia que tiene la optimización del espacio ocupado por los residuos en su almacenamiento, por lo que antes de su envasado en los contenedores puede ser preciso fragmentarlos [LARCOMBE-84]. 10.3.2. Medicina
De entre las varias aplicaciones de la robótica a la medicina destaca la cirugía. Las primeras aplicaciones de la robótica a la cirugía del cerebro datan del año 1982. En esta fecha se comenzó en Memorial Medical Center de Long Beach (California) un programa cuyo objetivo consistía en utilizar un robot comercial (PUMA 260) para realizar determinadas operaciones de neurocirugía. Desde entonces se han puesto a punto varios sistemas que, con la ayuda de un scanner, un ordenador registre toda la información necesaria del cerebro para que el equipo médico decida el punto exacto donde debe ser realizada la incisión, donde penetrará la sonda para obtener una muestra para realizar una biopsia. El robot, que se encuentra perfectamente situado con respecto al paciente, porta en su extremo los instrumentos necesarios para realizar la incisión, tomar la muestra, etc. La utilización de un robot conectado al ordenador permite que tanto la incisión como la toma de la muestra se realicen con la máxima precisión y en un tiempo notablemente inferior al que se consumiría en caso de emplear el sistema habitual. Además, se descarga al cirujano de la mecánica de ciertas tareas como el correcto posicionamiento de los instrumentos de cirugía con respecto al cráneo del paciente, permitiendo una mayor concentración en el seguimiento y control de la operación. También, otro posible beneficio de la aplicación de la robótica a la cirugía se encuentra en el telediagnóstico y la telecirugía. Esta última consiste en la operación remota de un paciente mediante un telemanipulador. En julio de 1993 un robot SCARA en Milán (Italia) realizó sobre el hígado de un cerdo una biopsia y una incisión para introducir un laparoscopio. El robot estaba siendo teleoperado en tiempo real desde 14000 km de distancia en el Jet Propulsion Lab de Pasadena, California. Las órdenes del cirujano y la información procedente de la sala de operaciones eran intercambiadas a través de 2 satélites de comunicaciones y redes de fibra óptica. Esta primera experiencia en operación remota permite asegurar que este tipo de intervenciones sobre pacientes humanos podrá ser una realidad en un futuro próximo. Su justificación puede encontrarse en el tratamiento de pacientes situados en localizaciones difícilmente alcanzables (espacio, plataformas submarinas, escenarios bélicos, etc.). No obstante hay que considerar que aún existen importantes dificultades técnicas, como es el retraso en las comunicaciones (en el caso mencionado del orden de varios segundos) y el elevado coste (es preciso, por ejemplo, el uso exclusivo de los satélites de comunicaciones). 10.3.3. Construcción El sector de la construcción es, en la mayoría de los países industrializados, uno de los que moviliza mayor número de recursos económicos y humanos. No es pues de extrañar que desde hace algo más de una década se estén desarrollando gran número de sistemas robotizados, orientados a automatizar en lo posible algunas de las múltiples labores que entran a formar parte de los procesos constructivos. En este tipo de aplicaciones de la robótica, como en otros muchos, es Japón el país que cuenta con un mayor número de sistemas en funcionamiento. En algunos casos se trata de robots parcialmente teleoperados, construídos a partir de maquinaria convencional (gruas, excavadoras, etc.). En otros es maquinaria específicamente construída para resolver un proceso concreto. Si se analizan las condiciones existentes para la robotización de la construcción se llega entre otras a las siguientes conclusiones [PUENTE-95]: Las condiciones de trabajo son complejas. Los robots deben tener capacidad de locomoción y cierto grado de inteligencia. Los robots deben estar preparados para trabajar en exteriores, moviéndose en entornos difíciles y no protegidos.
parcialmente, mientras que en Europa y EE. UU. existe una mayor tendencia al desarrollo de sistemas con un mayor grado de auto- nomía
