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 capaces de producir bienes con rapidez y alta calidad, operan dentro de un rango de movimiento limitado. Entonces, ¿cuánto implica realmente programar un robot industrial?

Lo cierto es que, si bien la robótica industrial varía en su nivel de complejidad, incluso la aplicación más sencilla de un robot industrial dista mucho de ser una funcionalidad plug and play. Dicho de otro modo, un brazo robótico que requiere un movimiento limitado dentro de los ejes X, Y y Z para realizar su tarea día tras día requiere más que unas pocas líneas de código. A medida que la robótica industrial se vuelve más avanzada y las fábricas tradicionales se modernizan para convertirse en fábricas inteligentes, la cantidad de trabajo y experiencia necesarios para entrenar a estos robots industriales aumentará proporcionalmente. Veamos algunas de las formas en que se programa el robot moderno.

Colgante de enseñanza

El término "robot" puede evocar muchas imágenes diferentes. Si bien el público en general puede asociar un robot con algo que ha 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.

En ocasiones, 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 costoso y poco práctico; la creencia generalizada 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 programación, o más comúnmente conocida como colgante de programación o pistola de programación, es un dispositivo portátil industrializado y robusto que permite al operador controlar el robot en tiempo real, introducir comandos lógicos y registrar la información en el ordenador del robot.

Los robots industriales suelen operar a velocidades que dificultan la percepción visual humana, pero un operario que utilice un panel de control puede ralentizar el equipo para programar los movimientos del robot y adaptarlos al cambio de procedimiento. Este proceso puede parecer sencillo para cualquiera que haya usado un mando de videojuegos, pero implica mucho más que simplemente saber introducir comandos. El operario, por ejemplo, necesita visualizar la trayectoria 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. A largo plazo, una trayectoria ineficiente programada para un robot podría ocasionar importantes pérdidas económicas al fabricante.

Por supuesto, también es necesario considerar 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 el programador tenga la experiencia necesaria para implementarlos. De hecho, este tipo de programación puede parecer simple para quien observa el proceso desde fuera, pero en realidad, dominarlo puede llevar años. Los paneles de programación existen desde hace años y siguen siendo un elemento fundamental en el mundo de la programación robótica.

Simulaciones sin conexión

Uno de los mayores riesgos al 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 reanuden las operaciones. Afortunadamente, el software de simulación offline permite aproximar cualquier cambio de código que el operador pretenda incorporar, corregir errores antes de la actualización de la programación y todo ello sin interrumpir la producción. No existe ningún inconveniente económico al realizar simulaciones offline ni ningún peligro para el operador, ya que estas se pueden ejecutar en un ordenador fuera de la planta de producción.

Existen muchos tipos diferentes de programas que ofrecen capacidades de simulación sin conexión, 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 intrínsecamente mejor que los demás, 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 los movimientos del robot, sino también implementar y visualizar los resultados de la detección de colisiones y cuasi colisiones, así como registrar los tiempos de ciclo.

Dado que el programa se crea independientemente del dispositivo en un ordenador externo (y no manualmente, como ocurre con el aprendizaje mediante panel de control), permite a los fabricantes sacar provecho de la producción en series cortas al poder automatizar rápidamente un proceso sin obstaculizar las operaciones normales.

Si bien la programación mediante paneles de control ofrece un enfoque muy preciso para realizar ajustes robóticos en la planta de producción, sin duda resulta más ventajoso poder ejecutar actualizaciones de programación en un entorno de prueba antes de actualizar el código en el equipo físico.

Programación mediante demostración

Este método es, en general, similar al proceso del panel de programación. Por ejemplo, al igual que con el panel de programación, el operador puede "mostrar" al robot, con gran precisión, una serie de nuevos movimientos y almacenar esa información en el ordenador del robot. Sin embargo, existen algunas ventajas que marcan ciertas diferencias entre ambos. Por ejemplo, el panel de programación es un dispositivo portátil sofisticado que contiene numerosos controles y funciones. La programación por demostración generalmente requiere que el operador controle el brazo robótico con un joystick (en lugar de un teclado). Esto hace que el proceso de programación sea mucho más sencillo y rápido, lo que se traduce en menos tiempo de inactividad.

Este tipo de programación robótica también requiere menos tiempo para que un operador adquiera destreza, ya que la tarea en sí está programada de forma muy similar a como 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. Cada uno, a su manera, puede obstaculizar 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 hacer que estos tiempos varíen enormemente de una aplicación a otra.

Imagínese, sin embargo, que un robot industrial solo necesitara "ver" que una tarea se está completando para ejecutarla a la perfección una y otra vez. El costo y el tiempo asociados con la programación de la robótica industrial se reducirían enormemente.

Si parece demasiado bueno para ser verdad, quizás le interese conocer más a fondo la industria robótica; este tipo de entrenamiento robótico ya está en la mente de los diseñadores de robótica industrial. La teoría detrás de la tecnología es sólida: un operador le muestra al robot cómo realizar una tarea específica y este analiza la información para determinar la secuencia de movimientos más eficiente para replicarla. A medida que el robot aprende la tarea, tiene la oportunidad de descubrir nuevas formas de mejorar su ejecución.

Programación de robots más complejos

A medida que más y más fábricas se transforman en fábricas inteligentes y se instalan más equipos autónomos, las tareas asignadas a los robots se volverán más complejas. Por lo tanto, los métodos que utilizamos actualmente para programar estos robots se verán obligados a evolucionar. Si bien las actividades de programación actuales funcionan de manera admirable, no cabe duda de que la inteligencia artificial desempeñará un papel importante en la forma en que los robots aprenden.