Procesos de fabricación como lijado, pulido, explosión, rectificado, recubrimiento y pintura se utilizan en una amplia variedad de industrias. Estas tareas de fabricación son un reto ergonómico y plantean importantes riesgos para la salud de los seres humanos (ver imagen arriba).
Hay considerable interés en utilizar robots para automatizar estas operaciones. Cuando las partes son grandes, el brazo robot necesita ser reposicionado alrededor para asegurar que toda la superficie de la parte puede ser cubierta.
La gente a menudo pregunta si los humanoides serían una buena opción para realizar operaciones de fabricación en grandes partes. Evaluemos diferentes características humanoides y examinemos su utilidad en las operaciones del proceso de fabricación.
Legs: Las piernas no son eficientes para la locomoción en superficies planas encontradas en plantas de fábrica. Además, a menudo necesitamos poner el robot para proporcionar energía para el procesamiento de herramientas (por ejemplo, un disco de rectificado) utilizado en aplicaciones de fabricación. Si una plataforma legged necesita ser tethered, entonces no ofrece mucha flexibilidad. Así que las piernas están lejos de medios óptimos de locomoción en el piso de la fábrica.
Los carriles fijos montados en el suelo o la base móvil son una mejor alternativa para transportar armas robot en aplicaciones de procesamiento. Las piernas añaden complejidad, aumentan el riesgo de seguridad sin ofrecer ningún valor. Por lo tanto, no necesitamos piernas en pisos de fábrica para operaciones de fabricación.
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Manos multifibra: Las manos con dedos múltiples ofrecen flexibilidad y destreza en la manipulación de objetos. Sin embargo, las manos son caras. Muchos procesos de fabricación como lijados, rectificados, voladuras, recubrimiento, enfoque de conducción de tornillos en la manipulación de herramientas. Mantener una herramienta de acabado de superficie con una mano multi-finagered puede no proporcionar una fuerte comprensión necesaria para realizar el proceso a alta velocidad.
Por lo tanto, estamos mejor desconectados directamente conectando la herramienta al brazo a través de un conector más simple y menor costo del hardware eliminando las manos complejas.
Cabezas: La cabeza montada sobre un humanoide es pequeña, por lo que las cámaras deben ser colocadas entre sí en la cabeza. Si queremos una buena cobertura y precisión, entonces necesitamos difundir cámaras (y otros sensores) en la célula. A menudo los sensores montados en el brazo cerca de la herramienta pueden ser mucho más eficaces. Además, se pueden colocar cámaras en la celda por encima de la parte.
Por lo tanto, las cabezas no ofrecen mucho valor en las aplicaciones de fabricación.
Brazos dobles: Los brazos dobles son muy útiles en el procesamiento de piezas grandes. Si queremos aumentar la cobertura y terminar la parte rápidamente, entonces necesitamos colocar los brazos lo suficientemente lejos unos de otros para minimizar los riesgos de colisión con cada uno y maximizar el espacio de trabajo. Esta es una configuración diferente de colocación del brazo de lo que se ve en humanoides. La configuración robot que funciona bien en una aplicación de acabado de superficie se representa en la imagen siguiente:
Utiliza armas duales. Utiliza una solución de movilidad para la reposición de armas. Usa visión para entender la escena. Sin embargo, la configuración de componentes utilizada aquí es muy diferente de la configuración de componentes en humanoides. La gente a menudo argumenta que los humanoides permiten economías de escala.
La configuración mostrada anteriormente cuenta con armamento robot de propósito general, carriles, cámaras y sensores de fuerza. La mayoría de los componentes de hardware de esta célula de trabajo se benefician de la economía de escala. Por lo tanto, los humanoides no son necesarios para aprovechar las economías de escala en la fabricación de un
Pplicaciones.
La mayoría de las aplicaciones de fabricación tienen como objetivo reducir el tiempo de ciclo para mejorar el rendimiento. Por lo tanto, el uso de robots industriales de uso general que trascienden las limitaciones humanas es a menudo una opción atractiva.
Estos robots pueden operar de 4 a 5 veces más rápido que las velocidades humanas y pueden aplicar fuerzas significativamente más altas. Ya se ha demostrado que funcionan de forma fiable en aplicaciones muy exigentes. Así que la construcción de células de trabajo de fabricación colocando armas de robot industrial en las configuraciones adecuadas parece ser una solución ganadora en la mayoría de las aplicaciones de fabricación. Por lo tanto, los humanoides no son probablemente una solución ganadora en aplicaciones de fabricación donde la precisión, el rendimiento y la velocidad son los principales criterios de decisión.
Sobre el autor
El Dr. Satyandra K. Gupta es cofundador y científico jefe de GrayMatter Robotics. También tiene a Smith International Professorship en la Escuela de Ingeniería Viterbi de la Universidad del Sur de California y sirve como Director fundador del Centro para la Fabricación Avanzada. Sus intereses de investigación son la IA Física y la automatización centrada en el ser humano. Ha publicado más de quinientos artículos técnicos en revistas, procedimientos de conferencias y libros editados. También tiene veinte ocho patentes estadounidenses.
Es miembro de la American Association for the Advancement of Science (AAAS), American Society of Mechanical Engineers (ASME), Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), National Academy of Inventors (NAI), Society of Manufacturing Engineers (SME), y Solid Modeling Association (SMA). Actualmente es miembro del Comité Asesor Técnico para Robots Avanzados para la Fabricación (ARM) Instituto y miembro de la Asociación para la Automatización Avanzada (A3) Robotics Technology Board.
He has received numerous honours and awards for his academicly contributions, including a Presidential Early Career Award for Scientists and Engineers in 2001 from President Bush, Lifetime Achievement Award from ASME Computers and Information in Engineering Division in 2024, Eli Whitney Productivity Award in 2025, and ASME William T. Ennor Manufacturing Technology Award in 2025.
El post Evaluando humanoides para aplicaciones de acabado superficial apareció primero en The Robot Report.
Fuente: The Robot Report
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