En la era de la automatización industrial, la distinción entre los tradicionales robots industriales y sus contrapartes más avanzadas, los robots colaborativos o «cobots«, resalta un cambio tecnológico significativo. Mientras que los robots industriales han dominado durante décadas las líneas de montaje con su capacidad para realizar tareas pesadas y repetitivas, los cobots están emergiendo como facilitadores clave de la colaboración hombre-máquina, ofreciendo flexibilidad, seguridad y eficiencia sin precedentes.
Los cobots están diseñados para operar junto a los humanos sin la necesidad de barreras físicas que tradicionalmente se requerían para garantizar la seguridad en las plantas de producción. Equipados con sensores avanzados y tecnologías de software sofisticadas, estos robots pueden detectar la presencia humana y adaptar sus movimientos para garantizar un entorno de trabajo seguro. Esto los hace ideales para una gama de aplicaciones que requieren una mayor adaptabilidad y una integración más estrecha con las actividades humanas.
En términos de programación, los cobots ofrecen una notable facilidad de uso. Mientras que los robots industriales requieren conocimientos técnicos especializados y programación compleja, los cobots están diseñados para ser accesibles, con interfaces de usuario intuitivas y la capacidad de ser reprogramados rápidamente para nuevas tareas. Esto los hace particularmente atractivos para las pequeñas y medianas empresas que necesitan soluciones de automatización versátiles y escalables.
Entre los modelos más destacados en el mercado se encuentran los de la serie UR de Universal Robots, el LBR iiwa de KUKA, la serie CR de FANUC, los innovadores cobots de Techman Robot y el YuMi de ABB. Cada uno de estos modelos ofrece características únicas que los hacen adecuados para diferentes entornos industriales, desde montaje de precisión hasta tareas de inspección y mantenimiento.
Los cobots no solo están redefiniendo las normas de seguridad y colaboración en la industria, sino que también están abriendo nuevas oportunidades para las empresas de todos los tamaños para mejorar su eficiencia y competitividad. Al integrar cobots en sus operaciones, las empresas pueden disfrutar de una mayor flexibilidad en la producción, mejoras en la calidad del producto y un retorno de inversión más rápido, todo ello mientras se fomenta un entorno de trabajo más dinámico y colaborativo.
La revolución cobot está en marcha, y las posibilidades parecen tan ilimitadas como las capacidades de estos sorprendentes robots colaborativos.
Diferencia entre un robot industrial y Cobot
La principal diferencia entre un robot industrial y un cobot (o robot colaborativo) radica en su capacidad para interactuar de manera segura con los humanos en un entorno compartido:
- Interacción Humano-Robot: Los cobots están diseñados específicamente para trabajar mano a mano con humanos dentro de un espacio de trabajo compartido. Cuentan con tecnologías avanzadas de detección y control que permiten una interacción segura sin necesidad de barreras de seguridad adicionales. En cambio, los robots industriales tradicionales generalmente operan de forma aislada de los trabajadores humanos, a menudo encerrados en jaulas de seguridad debido a su poder y velocidad, lo que puede ser peligroso para los humanos que se encuentren cerca.
- Flexibilidad y Facilidad de Programación: Los cobots son más flexibles y fáciles de programar en comparación con los robots industriales tradicionales. Están diseñados para ser programados y reprogramados fácilmente por personal no especializado, lo cual es ideal para pequeñas series de producción o tareas que cambian frecuentemente. Los robots industriales, por otro lado, suelen requerir una programación más compleja y especializada, haciéndolos más adecuados para operaciones de alto volumen y baja variabilidad.
Estas diferencias hacen que los cobots y los robots industriales se adapten a diferentes tipos de aplicaciones y entornos de trabajo.
Lenguaje con el que se programan los cobots
Los cobots pueden ser programados en varios lenguajes específicos dependiendo del fabricante y modelo del robot. Algunos de los lenguajes de programación más comunes para cobots incluyen:
Los cobots pueden ser programados en varios lenguajes específicos dependiendo del fabricante y modelo del robot. Algunos de los lenguajes de programación más comunes para cobots incluyen:
- URScript: Lenguaje de programación de Universal Robots, utilizado para programar sus cobots.
- KRL (KUKA Robot Language): Utilizado para los robots KUKA, incluidos sus cobots como el LBR iiwa.
- RAPID: El lenguaje de programación para robots de ABB, incluidos sus cobots como el YuMi.
- Blockly: Un entorno de programación visual utilizado por algunos fabricantes para programar cobots de manera más intuitiva, especialmente útil para usuarios sin experiencia en programación.
- Python y C++: Algunos sistemas de cobots permiten la integración con estos lenguajes de alto nivel, especialmente cuando se utilizan en conjunto con plataformas como ROS (Robot Operating System).
En la industria moderna, varios modelos de robots colaborativos (cobots) se han destacado por su versatilidad, seguridad y facilidad de programación, haciéndolos populares en una variedad de aplicaciones. Aquí están algunos de los modelos de cobots más utilizados en la industria:
1. Universal Robots – Serie UR
- Modelos: UR3, UR5, UR10, y UR16
- Características: Estos cobots son conocidos por su ligereza y facilidad de programación. Tienen diferentes capacidades de carga, desde 3 kg hasta 16 kg, lo que los hace adecuados para una variedad de tareas, desde montaje de precisión hasta manipulación de objetos más pesados.
- Aplicaciones: Montaje, embalaje, atornillado, pruebas de calidad, y más.
2. KUKA – LBR iiwa
- Modelos: LBR iiwa 7 R800, LBR iiwa 14 R820
- Características: «LBR» significa «Leichtbauroboter» (robot ligero) en alemán, y «iiwa» significa «intelligent industrial work assistant» (asistente de trabajo industrial inteligente). Estos cobots son conocidos por su alta sensibilidad en detección de fuerza y precisión.
- Aplicaciones: Montaje delicado, colaboración hombre-máquina, y aplicaciones de investigación.
3. FANUC – CR Series
- Modelos: CR-4iA, CR-7iA, CR-7iA/L, CR-15iA y más
- Características: FANUC ofrece cobots con diferentes rangos de carga útil y alcance. Son robustos y vienen equipados con la visión avanzada de FANUC y capacidades de aprendizaje.
- Aplicaciones: Pruebas y control de calidad, montaje de precisión, embalaje y paletización.
4. Techman Robot
- Modelos: TM5, TM12, y TM14
- Características: Techman destaca por integrar visión en sus cobots, lo que facilita aplicaciones de picking guiado por visión. Ofrecen una interfaz de usuario muy intuitiva y una configuración simple.
- Aplicaciones: Pick and place, inspección de calidad, ensamblaje y procesos que requieran reconocimiento visual.
5. ABB – YuMi
- Modelos: IRB 14000
- Características: YuMi es un robot de doble brazo diseñado para una colaboración segura en el espacio de trabajo compartido con los humanos sin necesidad de barreras de seguridad.
- Aplicaciones: Montaje de pequeños componentes electrónicos, relojes y smartphones.
Estos modelos de cobots son líderes en el mercado debido a su tecnología avanzada, seguridad y adaptabilidad, permitiendo a las empresas de todas las industrias mejorar sus procesos de manufactura y montaje al integrarlos en sus líneas de producción.
Estas empresas son líderes en el campo de la robótica colaborativa y ofrecen soluciones avanzadas que están redefiniendo la manera en que las tareas industriales y de producción se automatizan y se realizan de manera segura junto a trabajadores humanos.
Cinco ejemplos típicos de programacion de un cobot
1. Picking y Placing (Recogida y Colocación)
Objetivo: Mover objetos de un lugar a otro dentro de una línea de producción.
Descripción del Programa:
- Programar el cobot para que se desplace entre posiciones predefinidas, utilizando un efecto de agarre para recoger y soltar objetos.
- Se pueden utilizar sensores para confirmar la presencia del objeto antes de intentar levantarlo.
- Ejemplo de código podría ser en URScript para un cobot de Universal Robots:
movel(pose_trans(get_actual_tcp_pose(), p[0.0, 0.0, -0.1, 0, 0, 0]), a=0.1, v=0.1) ; Bajar
close_gripper() ; Cerrar el efector final para agarrar
movel(pose_trans(get_actual_tcp_pose(), p[0.0, 0.0, 0.1, 0, 0, 0]), a=0.1, v=0.1) ; Subir
2. Ensamblaje Asistido
Objetivo: Asistir a los trabajadores humanos en tareas de ensamblaje precisas.
Descripción del Programa:
- Programar al cobot para que presente partes a los trabajadores o las use para ayudar en el montaje.
- Puede incluir ajustes dinámicos basados en la entrada de cámaras o sensores para alinear piezas con precisión.
- Ejemplo de código en un lenguaje de programación de alto nivel podría controlar el flujo del programa basado en entradas sensoriales.
3. Inspección de Calidad
Objetivo: Inspeccionar visualmente las piezas para verificar la calidad.
Descripción del Programa:
- Utilizar cámaras integradas en el cobot para tomar imágenes o videos de los productos.
- Programar el cobot para que ejecute movimientos consistentes y repetibles para inspeccionar los productos desde múltiples ángulos.
- Ejemplo de código podría incluir la integración con software de visión por computadora para el análisis de imágenes.
4. Mantenimiento de Máquinas
Objetivo: Realizar tareas de mantenimiento preventivo o correctivo en equipos.
Descripción del Programa:
- Programar al cobot para que realice tareas rutinarias de mantenimiento, como limpiar o cambiar ciertas partes de las máquinas.
- Podría incluir la habilidad de detectar el estado de la máquina usando sensores y ajustar las acciones en consecuencia.
- Ejemplo de código podría gestionar la logística de tareas de mantenimiento y enviar alertas cuando se complete una tarea o se detecte un problema.
5. Interacción Humano-Robot para Capacitación y Demostración
Objetivo: Interactuar con humanos para demostraciones o entrenamiento.
Descripción del Programa:
- Programar al cobot para que realice movimientos demostrativos o interactivos en ambientes educativos o de ferias comerciales.
- Incluir interacciones seguras donde los participantes puedan dar comandos a través de interfaces de usuario, como botones o pantallas táctiles.
- Ejemplo de código podría incluir la implementación de una interfaz gráfica de usuario que permita a los usuarios seleccionar programas o controlar el cobot de forma directa.
Estos ejemplos muestran la versatilidad de los cobots en diversas aplicaciones industriales y educativas, demostrando su capacidad para adaptarse a entornos y tareas variadas.
Cuando comparativo de un Cobot y un robot industrial
| Característica | Robot Industrial | Cobot (Robot Colaborativo) |
|---|---|---|
| Interacción Humana | Limitada, requiere barreras de seguridad y zonas restringidas. | Diseñado para interactuar de manera segura con humanos. |
| Capacidad de Carga | Alta, puede manejar desde decenas hasta cientos de kilogramos. | Generalmente más baja, adecuada para tareas más ligeras. |
| Velocidad | Alta, optimizada para producción masiva y eficiencia. | Menor, adaptada para garantizar la seguridad durante la interacción. |
| Programación | Requiere especialización y formación técnica. | Más intuitiva y accesible, a menudo con interfaces gráficas y programación sencilla. |
| Flexibilidad | Baja, diseñados para tareas específicas y repetitivas. | Alta, fácilmente reconfigurables para diversas tareas. |
| Costo Inicial | Elevado, debido a la complejidad y necesidades de instalación. | Menor, con menores requerimientos de instalación y mantenimiento. |
| Aplicaciones | Ideal para entornos de alta producción y tareas peligrosas. | Adecuado para entornos dinámicos y variados, incluyendo PMEs. |
| Seguridad | Requiere medidas de seguridad estrictas, como celdas y vallas. | Incorpora medidas de seguridad avanzadas para detección y respuesta inmediata. |
Finalizando con 2 ejemplos en 2 lenguajes de programación
Te proporcionaré un ejemplo de cómo podrías escribir un programa en Python para controlar un cobot utilizando el módulo socket para comunicarte con él mediante TCP/IP. Este tipo de comunicación es común para enviar comandos a cobots que soportan conexiones de red, como los de Universal Robots.
Ejemplo de Programa Python para Control de Cobot
Este programa enviará un comando simple para mover el robot a una posición definida:
En Python
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 | import socket # Importar el módulo de socket para comunicaciones en red import time # Importar el módulo de tiempo para manejar pausas def send_command(ip, port, command): """ Envía un comando a través de TCP/IP al cobot. """ with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) as sock: # Crear un socket TCP sock.connect((ip, port)) # Conectar al servidor del cobot print(f"Conectado a {ip}:{port}") sock.sendall(command.encode('utf-8')) # Enviar comando codificado a UTF-8 print("Comando enviado:", command) response = sock.recv(1024) # Recibir respuesta del cobot (1024 bytes máximo) print("Respuesta recibida:", response.decode('utf-8')) # Decodificar respuesta a UTF-8 def main(): cobot_ip = '192.168.1.5' # Dirección IP del cobot cobot_port = 30002 # Puerto para enviar comandos (usualmente 30002 para Universal Robots) ur_script_command = 'movej([1.2, -0.5, 2.0, -1.0, 1.5, 0], a=1.4, v=1.2)\n' # Comando URScript para mover el robot send_command(cobot_ip, cobot_port, ur_script_command) # Llamar a la función para enviar el comando time.sleep(10) # Pausar la ejecución por 10 segundos para permitir que el robot complete el movimiento if __name__ == "__main__": main() # Ejecutar el bloque principal del programa |
Descripción del Código
- Importaciones Necesarias: Se importan
1System.Net.Sockets
para la comunicación TCP y
1System.Textpara la codificación de los mensajes.
- Establecimiento de la Conexión: Se utiliza
1TcpClient
para conectar al cobot en la IP y puerto especificados.
- Envío de Comandos: Se codifica el comando a enviar en ASCII y se envía al cobot a través del
1NetworkStream
.
- Recepción de Respuesta: Opcionalmente, el programa puede recibir y mostrar una respuesta del cobot, útil para confirmar que el comando ha sido procesado.
- Manejo de Excepciones: Se incluye manejo básico de excepciones para capturar y mostrar errores que puedan ocurrir durante la conexión o el envío de comandos.
- Cierre y Salida: Se asegura que el stream y el cliente se cierren adecuadamente al final de la conexión.
Este programa es un punto de partida para controlar cobots con VB.NET. Puedes expandirlo con funcionalidades adicionales según las necesidades específicas de tu aplicación, como la integración con interfaces de usuario, bases de datos, o sistemas más complejos de manejo de errores y logs.
En vb.net
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 | Imports System.Net.Sockets ' Importar la biblioteca necesaria para TCP/IP Imports System.Text ' Importar la biblioteca para manipulación de cadenas de texto Module CobotController Sub Main() Dim cobotIp As String = "192.168.1.5" ' IP del cobot Dim cobotPort As Integer = 30002 ' Puerto para comandos de URScript Dim command As String = "movej([1.2, -0.5, 2.0, -1.0, 1.5, 0], a=1.4, v=1.2)" + Environment.NewLine ' Comando URScript Try Using client As New TcpClient(cobotIp, cobotPort) ' Crear y abrir conexión TCP Dim data As Byte() = Encoding.ASCII.GetBytes(command) ' Convertir el comando a ASCII Dim stream As NetworkStream = client.GetStream() ' Obtener el flujo de datos TCP stream.Write(data, 0, data.Length) ' Enviar el comando Console.WriteLine("Command sent: " & command) ' Opcional: Recibir respuesta del cobot Dim buffer As New Byte(1024) {} Dim bytesRead As Integer = stream.Read(buffer, 0, buffer.Length) ' Leer respuesta del cobot Console.WriteLine("Received: " & Encoding.ASCII.GetString(buffer, 0, bytesRead)) stream.Close() ' Cerrar el flujo de datos End Using Catch ex As Exception Console.WriteLine("Error: " & ex.Message) ' Manejar cualquier error que pueda ocurrir End Try Console.WriteLine("Press any key to exit...") ' Esperar a que el usuario decida salir Console.ReadKey() End Sub End Module |
