Los robots industriales nos rodean; producen los bienes que consumimos y los vehículos que conducimos. Para muchos, estas tecnologías suelen considerarse simplistas. Al fin y al cabo, si bien son excepcionalmente capaces de producir productos con rapidez y alta calidad, operan con un rango de movimientos limitado. Entonces, ¿cuánto implica realmente la programación de un robot industrial?

Lo cierto es que, si bien la robótica industrial varía en sus niveles de complejidad, incluso la aplicación más simple de un robot industrial dista mucho de ser una función lista para usar. Dicho de otro modo, un brazo robótico que requiere un movimiento limitado en los ejes X, Y y Z para realizar su tarea a diario requiere más que unas pocas líneas de código. A medida que la robótica industrial se vuelve cada vez más avanzada y las fábricas tradicionales se transforman en fábricas inteligentes, la cantidad de trabajo y experiencia invertida en la formación de estos fabricantes artificiales aumentará considerablemente. Analicemos algunas de las formas en que se programa el robot moderno.

Colgante de enseñanza

El término "robot" puede evocar diversas imágenes. Si bien el público general puede comparar un robot con algo visto en una película o en la televisión, en la mayoría de las industrias un robot consiste en un brazo robótico programado para realizar una tarea de complejidad variable con un nivel de calidad aceptable.

A veces, se pueden identificar mejoras de eficiencia durante la producción y es necesario realizar pequeñas variaciones en los movimientos del robot. Detener la producción para reprogramar el equipo sería una tarea costosa y poco práctica; la creencia popular sugiere que cada variación de estos movimientos debe programarse meticulosamente en una computadora, línea por línea; pero nada más lejos de la realidad.

Una caja de aprendizaje, o más comúnmente llamada colgante de aprendizaje o pistola de aprendizaje, es un dispositivo portátil industrializado y resistente que permite al operador controlar el robot en tiempo real e ingresar comandos lógicos y registrar la información en la computadora del robot.

Los robots industriales tienden a operar a velocidades que desafían el ojo humano, pero un operador que utilice un dispositivo de aprendizaje puede ralentizar el equipo para poder planificar los movimientos del robot y adaptarse al cambio de procedimiento. Este proceso puede parecer sencillo para cualquiera que haya usado un mando de videojuego, pero implica mucho más que simplemente saber cómo introducir las entradas. El operador, por ejemplo, necesita visualizar la ruta más eficiente que seguirá el robot para que los movimientos se limiten estrictamente a los necesarios. Los movimientos innecesarios o los aumentos de tiempo, por pequeños que parezcan, pueden tener un efecto dominó en la capacidad de producción de una línea de producción. Extrapolado a lo largo del tiempo, una ruta ineficiente trazada en un robot podría resultar en pérdidas financieras significativas para el fabricante.

Por supuesto, también debe considerarse la velocidad de cada movimiento para que el robot pueda realizar movimientos articulares con la mayor frecuencia posible. Estos movimientos son más eficientes desde el punto de vista del movimiento, siempre que un programador tenga la experiencia necesaria para implementarlos. De hecho, este tipo de programación puede parecer simple para quien observa el proceso, pero en realidad, dominarlo puede llevar años. Los Teach-Clamps existen desde hace años y siguen siendo un elemento básico en el mundo de la programación robótica.

Simulaciones fuera de línea

Uno de los mayores riesgos de programar un robot industrial en la planta de producción es el tiempo de inactividad resultante. Un programador necesita interactuar con la máquina, modificar el código y probar el movimiento del equipo en el contexto de la producción antes de que se puedan reanudar las operaciones. Afortunadamente, el software de simulación sin conexión permite aproximar cualquier cambio de código que el operador pretenda incorporar, corregir errores antes de que se active la actualización de programación, y todo ello sin interrumpir las operaciones. Realizar simulaciones sin conexión no supone ningún inconveniente económico ni riesgo para el operador, ya que pueden ejecutarse en un PC ubicado fuera de la planta de producción.

Hay muchos tipos diferentes de programas que ofrecen capacidades de simulación fuera de línea, pero el principio es el mismo: crear un entorno virtual representativo del proceso de fabricación y programar los movimientos utilizando un sofisticado modelo 3D.

Cabe destacar que ningún programa es superior a otro, pero uno puede ser preferible según la complejidad de la aplicación. Lo atractivo de este tipo de programación es que permite al programador no solo programar movimientos robóticos, sino también implementar y visualizar los resultados de la detección de colisiones y cuasi accidentes, y registrar los tiempos de ciclo.

Dado que el programa se crea independientemente del dispositivo en una computadora externa (y no manualmente, como es el caso del aprendizaje mediante dispositivo de enseñanza), permite a los fabricantes capitalizar la producción de tiradas cortas al poder automatizar rápidamente un proceso sin impedir las operaciones normales.

Si bien la enseñanza de la programación colgante ofrece un enfoque muy matizado para los ajustes robóticos en la fábrica, podría decirse que existe una mayor ventaja en poder ejecutar actualizaciones de programación en un entorno de prueba antes de actualizar el código en el equipo físico.

Programación por demostración

Este método es, en general, similar al proceso de la consola de programación. Por ejemplo, al igual que con la consola de programación, el operador puede mostrar al robot, con gran precisión, una serie de nuevos movimientos y almacenar esa información en su ordenador. Sin embargo, existen algunas ventajas que diferencian a ambos. Por ejemplo, la consola de programación es un sofisticado dispositivo portátil con numerosos controles y funciones diferentes. La programación por demostración generalmente requiere que el operador maneje el brazo robótico con un joystick (en lugar de un teclado). Esto simplifica y agiliza el proceso de programación, lo que se traduce en un menor tiempo de inactividad.

Este tipo de programación robótica también requiere menos tiempo para que un operador se vuelva competente, ya que la tarea en sí está programada de la misma manera en que la completaría un operador humano.

El futuro de la programación robótica

Todos estos métodos de programación tienen su lugar en el mundo de la robótica industrial, pero ninguno es perfecto. A su manera, el desarrollo y la implementación de cada uno pueden dificultar la producción y aumentar los costos para el fabricante. Se necesitará tiempo para enseñar al robot a realizar la tarea. En muchos casos, la habilidad del operador o técnico puede variar considerablemente estos tiempos de una aplicación a otra.

Imaginemos, sin embargo, que un robot industrial solo necesitara "ver" cómo se completa una tarea para ejecutarla impecablemente una y otra vez. El coste y el tiempo asociados a la programación de la robótica industrial se reducirían enormemente.

Si parece demasiado bueno para ser verdad, quizá le convenga analizar más detenidamente la industria de la robótica; este tipo de entrenamiento de robots ya está en la mente de los diseñadores de robótica industrial. La teoría que sustenta esta tecnología es sólida: un operador le muestra al robot cómo realizar una tarea específica y permite que el robot analice esa información para determinar la secuencia de movimientos más eficiente que debe completar para replicar la tarea. A medida que el robot aprende la tarea, tiene la oportunidad de descubrir nuevas maneras de mejorarla.

Programación de robots más complejos

A medida que más fábricas se convierten en fábricas inteligentes y se instalan más equipos autónomos, las tareas asignadas a los robots se volverán más complejas. Dicho esto, los métodos que utilizamos actualmente para programarlos se verán obligados a evolucionar. Si bien las actividades de programación contemporáneas tienen un rendimiento admirable, no cabe duda de que la inteligencia artificial desempeñará un papel importante en el aprendizaje de los robots.