Robots industriales: tipos principales y aplicaciones más populares

«Trabajo forzado»: así se traduce literalmente la palabra checa «robot», que apareció por primera vez en la década de 1920. Sin embargo, los robots industriales no se introdujeron en las líneas de montaje de las fábricas de automóviles hasta la década de 1960. 

Desde el punto de vista científico, un robot industrial se define como un «manipulador multifuncional, reprogramable y de control automático, programable en tres o más ejes, que puede ser fijo o móvil para su uso en aplicaciones de automatización industrial». Sin embargo, en la industria manufacturera consideramos a los robots industriales como trabajadores capaces de realizar tareas peligrosas o repetitivas, necesarias para las operaciones de producción con un alto grado de precisión. 

El primer robot industrial, Unimate, se incorporó a la línea de montaje de una planta de General Motors en la localidad de Ewing (Nueva Jersey) en 1961. Se trataba de una máquina automatizada de moldeo por inyección que sumergía en tanques de refrigerante los tiradores de las puertas calientes y otras piezas del automóvil en la línea de producción, y después los trasladaba a los operarios para el acabado y el pulido final. 

La programabilidad de los robots industriales fue, en gran medida, una herramienta que permitía usarlos para muchas tareas distintas, pero en realidad no les daba inteligencia. Realizaban tareas monótonas y peligrosas, y se utilizaban por su precisión y repetibilidad. Como resultado, según datos de la Federación Internacional de Robótica, desde 2010 la industria automovilística es el consumidor más importante de robots industriales. 

Los robots industriales han revolucionado los puestos de trabajo de todos los sectores desde su aparición en el entorno de producción. De hecho, el crecimiento del mercado de robots industriales es increíble. Según algunas previsiones, en 2027 su capitalización superará los 66.000 millones de dólares, con una tasa de crecimiento anual compuesta del 15,1 % en ese periodo. 

10 aplicaciones históricamente habituales de los robots industriales

1. Soldadura por arco. Se generalizó en la década de 1980. Uno de los motivos para pasar a la soldadura robotizada es mejorar la seguridad de los trabajadores frente a las quemaduras por arco y la inhalación de vapores peligrosos. 
2. Soldadura por puntos. Une dos superficies metálicas en contacto haciendo pasar por el punto una corriente eléctrica de alta intensidad, que funde el metal y forma una soldadura que se produce en muy poco tiempo (unos 10 ms). 
3. Manipulación de materiales. Los robots manipuladores se utilizan para mover, empaquetar y clasificar productos. También pueden automatizar funciones relacionadas con el traslado de piezas de un equipo a otro. Se reducen los costes directos de mano de obra y se elimina gran parte de las actividades tediosas y peligrosas que tradicionalmente realizaban las personas. 
4. Atención a máquinas. La automatización robotizada para el servicio de máquinas consiste en cargar y descargar materias primas para su procesamiento y supervisar el dispositivo mientras realiza su trabajo. 
5. Pintura. La pintura robotizada se utiliza en la industria automovilística y en muchos otros sectores, ya que mejora la calidad y la uniformidad del producto. También se logra una reducción de costes gracias a la menor necesidad de retoques. 
6. Recogida, embalaje y paletizado. La mayoría de los productos se manipulan varias veces antes de su envío final. El recogido y el embalaje robotizados aumentan la velocidad y la precisión, y reducen los costes de producción. 
7. Montaje. Los robots ensamblan productos con regularidad, liberando a las personas de tareas tediosas. Los bots aumentan la productividad y reducen los gastos operativos. 
8. Corte mecánico, lijado, eliminación de rebabas y pulido. La mayor maniobrabilidad de los robots permite un tipo de producción que, de otro modo, sería muy difícil de automatizar. Un ejemplo de ello es la fabricación de implantes ortopédicos, como las prótesis de rodilla y cadera. El pulido manual de una prótesis de cadera suele tardar entre 45 y 90 minutos, mientras que un robot puede realizar la misma función en solo unos minutos. 
9. Adhesivos, sellado y recubrimiento. Los robots selladores se construyen con numerosas configuraciones de brazos robotizados, que permiten al dispositivo aplicar adhesivo a cualquier tipo de producto. La principal ventaja de esta aplicación es la mejora de la calidad, la velocidad y la uniformidad del producto final. 
10. Otros procesos. Entre ellos se incluyen los robots de inspección, de corte por chorro de agua o de soldadura blanda. 

Los cinco tipos principales de robots industriales

Según la Federación Internacional de Robótica, existen más de cinco tipos de robots industriales, pero los más comunes pueden y deben clasificarse según su diseño mecánico: 

• Robots cartesianos: funcionan con tres ejes lineales utilizando un sistema de coordenadas cartesianas (X, Y, Z). Esto significa que emplean tres articulaciones deslizantes para moverse arriba y abajo, adentro y afuera, y de un lado a otro. Los robots cartesianos son los robots industriales más utilizados, normalmente en máquinas CNC o en impresión 3D. 
• Robots SCARA: bots de brazo articulado de conformidad selectiva (SCARA), con dos articulaciones de rotación paralelas que proporcionan flexibilidad en el plano. El robot SCARA se utiliza normalmente en el montaje y se especializa en movimientos laterales. 
• Robots articulados: bots con entre 2 y 10 (o más) articulaciones, unidos a la base mediante una articulación giratoria. Parecidos a un brazo humano, se usan habitualmente en embalaje, pintura, fundición de metales y otras aplicaciones industriales. 
• Robots delta: bots con forma de araña, muy utilizados en la producción de las industrias alimentaria, farmacéutica y electrónica, unidos a una base común. El robot delta se emplea normalmente para la recogida y colocación rápidas, gracias a su precisión a alta velocidad. 
• Robots cilíndricos: se considera que estos bots compactos son adecuados para espacios reducidos, y tienen al menos una articulación de rotación para el movimiento giratorio y una articulación prismática para el movimiento lineal. Entre las aplicaciones habituales de los robots cilíndricos están el montaje sencillo, el moldeo por inyección y la carga y descarga de máquinas. 

El futuro de los robots industriales y sus aplicaciones

Aunque históricamente las aplicaciones y tipos de robots mencionados anteriormente pudieron ser los más comunes, los dispositivos actuales se preocupan menos por su estructura mecánica. Son recolectores de datos. Las primeras generaciones de robots tenían que estar separadas en su propio mundo, mientras que hoy pueden integrarse en la fuerza laboral. 

Antes se pedía a los bots que realizaran tareas muy específicas, normalmente en un lugar fijo. Pero hoy la aplicación colaborativa de los robots industriales avanza con rapidez gracias a sensores ecológicos que influyen en su factor de forma y funcionalidad. Ahora estos robots industriales colaborativos, o cobots, trabajan junto a los operarios de las fábricas, realizando solo una pequeña parte de lo que hacen las personas. 

La proliferación de sensores les ha permitido trabajar en entornos con personas y registrar información sobre su entorno. Como resultado, podemos recopilar datos en cada etapa del proceso productivo para un control total y un análisis detallado de los datos, con el fin de tomar mejores decisiones en el futuro. 

Los avances en robótica también nos permiten sacar a los robots de las fábricas y hacerlos móviles y autónomos para aplicaciones completamente nuevas, por ejemplo en el comercio minorista. En 2019, los bots autónomos irrumpieron en los supermercados cuando Ahold Delhaize presentó el robot Badger Technologies, diseñado para mejorar el funcionamiento de las tiendas. Equipado con numerosos sensores, sistemas de navegación y cámaras, el robot se desplaza por los pasillos junto con los empleados y los clientes para escanear el suelo en busca de condiciones peligrosas, como líquidos derramados. Al mismo tiempo, el dispositivo registra las existencias de pedidos que faltan, se han valorado mal o no son adecuados. 

En otros sectores (por ejemplo, en la agricultura), los drones pueden inspeccionar un campo para detectar deficiencias en los cultivos. Pueden analizar el nivel de agua y de sequedad para determinar la madurez del producto. Los robots móviles y los drones controlan oleoductos, gasoductos y redes eléctricas, realizando inspecciones periódicas e identificando señales de que se necesita mantenimiento, para dirigir eficazmente a los equipos de mantenimiento. 

En esencia, los robots siguen realizando tareas rutinarias, monótonas y laboriosas que a los empleados no les gustan, al tiempo que proporcionan datos valiosos para mejorar el trabajo. Sin sensores y otros avances recientes, esto sería imposible. La inteligencia artificial, por supuesto, es una parte clave en la creación de este tipo de dispositivos. La IA cambiará las capacidades de la robótica, pero aún queda al menos una década para que eso ocurra. 

En la robótica industrial, el éxito depende de las exponenciales. Utiliza las curvas tecnológicas exponenciales de las industrias afines a la robótica para impulsar su adopción. Es difícil promover la innovación tecnológica en este tipo de industrias, pero cuando se adoptan tecnologías de industrias «externas», las posibilidades son ilimitadas.