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ELE C T R O N I C A EDITORIAL QUARK Año 20 - Nº 233 DICIEMBRE 2006 Y Y a ae e s s t t á áe e n nI I n n t t e e r r n n e e t t e e ll p p r r ii m m e e r r p p o o r r t t a a ll d d e ee e ll e e c c t t r r ó ó n n ii c c a aii n n t t e e r r a a c c t t iiv o o .. V V ii s s íí t t e e n n o o s se e n nllaw w e e b b , , y yo o b b t t e e n n g g a aii n n f f o o r r m m a a c c ii ó ó n ng g r r a a t t iise eii n n n n u u m m e e r r a a b b ll e e s sb b e e n n e e ff ii c c ii o o s s . . www.webelectronica.com.ar SECCIONES FIJAS Sección del Lector 80 ARTICULO DE T AP A Curso programado de robótica - Lección 1 Teoría y Montaje 3 MONTAJES Buffers para controles de potencia 22 Sensor de humedad y expansión de memoria para sistema de adquisición de datos 57 Amplificador estéreo de 2 x 30W 61 Inyector de señales 66 SERVICE Curso de funcionamiento, mantenimiento y reparación de reproductores de DVD Lección 7 - Análisis de circuitos de entrada 28 CUADERNO DEL TECNICO REP ARADOR Cómo funcionan los teléfonos celulares - El circuito del VCO y el amplificador final GSM 35 Curso de SMD - Desoldado de CIs de gran cantidad de patas 38 Reparación de monitores paso a paso 41 EL LIBRO DEL MES Service de equipos electrónicos 64 MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS Fallas en reproductor de MP3 - Karaoke involuntario 68 TV SATELITAL Transmisiones por UHF 74 Distribución en Capital Distribución en Interior Uruguay Carlos Cancellaro e Hijos SH Distribuidora Bertrán S.A.C. RODESOL SA Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Ciudadela 1416 - Montevideo 901-1184 Publicación adherida a la Asociación Impr esión: In ve r p r e nta S. A.,Osvaldo Cr u z 3 0 9 1 , Bs . A i r es , Argentina Argentina de Editores de Revistas

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  • ELECTRONICA

    EDITORIAL QUARK

    Año 20 - Nº 233

    DICIEMBRE 2006

    YYaaeessttááeennIInntteerrnneetteellpprriimmeerrppoorrttaallddeeeelleeccttrróónniiccaaiinntteerraaccttiivoo.. VViissíítteennoosseennllawweebb,,yyoobbtteennggaaiinnffoorrmmaacciióónnggrraattiiseeiinnnnuummeerraabblleessbbeenneeffiicciiooss..

    wwwwww..wweebbeelleeccttrroonniiccaa..ccoomm..aarr

    SECCIONES FIJAS

    Sección del Lector 80

    ARTICULO DE TAPA

    Curso programado de robótica - Lección 1

    Teoría y Montaje 3

    MONTAJES

    Buffers para controles de potencia 22

    Sensor de humedad y expansión de memoria para sistema de adquisición de datos 57

    Amplificador estéreo de 2 x 30W 61

    Inyector de señales 66

    SERVICE

    Curso de funcionamiento, mantenimiento y reparación de reproductores de DVD

    Lección 7 - Análisis de circuitos de entrada 28

    CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR

    Cómo funcionan los teléfonos celulares - El circuito del VCO y el amplificador final GSM 35

    Curso de SMD - Desoldado de CIs de gran cantidad de patas 38

    Reparación de monitores paso a paso 41

    EL LIBRO DEL MES

    Service de equipos electrónicos 64

    MANTENIMIENTO DE COMPUTADORAS

    Fallas en reproductor de MP3 - Karaoke involuntario 68

    TV SATELITAL

    Transmisiones por UHF 74

    Distribución en Capital Distribución en Interior Uruguay Carlos

    Cancellaro e Hijos SH Distribuidora Bertrán S.A.C. RODESOL SA Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Ciudadela 1416 - Montevideo

    901-1184 Publicación adherida a la Asociación I m p r esión: I n ve r p r e nta S. A.,Osvaldo C r uz 3091, B s . A i r e s , Argentina Argentina de Editores de Revistas

    http://www.webelectronica.com.ar/

  • EDICION ARGENTINA - Nº 233

    Director

    Ing. Horacio D. Vallejo

    Jefe de Redacción Pablo M. Dodero

    Producción José María Nieves

    Columnistas: Federico Prado

    Luis Horacio Rodríguez Peter Parker

    Juan Pablo Matute

    En este número: Víctor R. González Fernández

    Pablo Canello Ing. Alberto Horacio Picerno

    Clive Seager Guillermo H. Necco

    Ing. Ismael Cervantes de Anda

    EDITORIAL QUARK S.R.L. Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA Herrera 761 (1295) Capital Federal

    DEL DIRECTOR AL LECTOR

    Los Conocimientos Deben Estar Disponibles para Todos

    Bien, amigos de Saber Electrónica,

    nos encontramos nuevamente en las pá-

    ginas de nuestra revista predilecta para

    compartir las novedades del mundo de

    la electrónica. Como solemos decir, en Editorial

    Quark generamos contenidos y nuestro

    negocio consiste en “prestar servicios” educativos que

    “abarcan” dicho material. Estamos convencidos de que la

    información debe ser gratuita y disponible para todos los

    que deseen “aprender” y trabajamos en la elaboración de

    revistas, libros, kits, CDs, métodos de estudio y una serie

    de herramientas para que “aprender” le resulte fácil. Todos

    EDITORIAL QUARK

    T.E. 4301-8804 los meses editamos 5 publicaciones, 4 que se imprimen en

    papel (Saber Electrónica, Colección Club Saber Electrónica,

    Administración y Negocios Teresa C. Jara

    Staff Olga

    Vargas Hilda Jara

    Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo

    Daniel Oscar Ortiz Ramón Miño

    Javier Izasmendi

    Sistemas: Paula Mariana Vidal

    Web Master: hostear.com Red y Computadoras: Raúl Romero

    Video y Animaciones: Fernando Fernández Legales: Fernando Flores

    Contaduría: Fernando Ducach

    Atención al Cliente Alejandro Vallejo

    [email protected] Internet: www.webelectronica.com.ar

    Club SE: Luis Leguizamón

    Editorial Quark SRL Herrera 761 (1295) - Capital Federal

    www.webelectronica.com.ar

    La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan respon- sabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la in- dustrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones le- gales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial.

    Tirada de esta edición: 12.000 ejemplares.

    El periódico del Club Saber Electrónica y Saber Service y

    Montajes) y una virtual que se distribuye a los más de

    40.000 socios de nuestra comunidad de Internet (Newslet-

    ter del Club Saber Electrónica).

    Para la elaboración de estas publicaciones tenemos es-

    pecialistas en diferentes áreas, contamos con la colabo-

    ración de autores y lectores y solemos solicitar autorización

    de material que nos parece “interesante” compartir con to-

    dos ustedes. Es importante destacar la actitud de los res-

    ponsables del sitio “Pablín”, quienes se mostraron muy re-

    ceptivos cuando les solicitamos poder tomar material de su

    página para la elaboración de notas a ser publicadas en

    nuestra querida revista y así compartirlas con nuestros lec-

    tores. Me gustaría que leyeran los comentarios de uno de

    los responsables del portal (vea la página 19), quien da un

    testimonio más sobre la importancia de “acercar” informa-

    ción a todos los amantes de la electrónica.

    Cambiando de tema, y teniendo en cuenta que ésta es la

    última edición del año de Saber Electrónica, todos los inte-

    grantes de Editorial Quark les deseamos muy felices fiestas

    y esperamos que se concreten todos sus proyectos.

    ¡Gracias por seguir compartiendo estas páginas!

    Ing. Horacio D. Vallejo

    mailto:[email protected]://www.webelectronica.com.ar/http://www.webelectronica.com.ar/http://www.webelectronica.com.ar/

  • CCuurrssoo PPrrooggrraammaaddoo ddee ARTÍCULO DE

    TApA

  • Artículo de Tapa

    Saber Electrónica

    4

    obot?

    cción de los robots

    bots móviles:

    software

    stemas robóticos

    el robot industrial

    e entrada y salida

    RRoobbóótt ii ccaa

    LLeecccc iióónn NNºº 11

    TTEEOORR IIAA:: IInn tt rroodduucccc iióónn,, CCllaass ii ff ii ccaacc iióónn,, AA nn tt ee cc ee dd ee nn tt ee ss MMOONNTTAAJJEE :: CCoonn tt rroo ll ddee PPoo tteenncc iiaa ddee 3322 CC aa nn aa ll ee ss

    Los tiempos modernos “nos obligan” a programar nue-

    vos cursos que combinen electrónica con otras discipli-

    nas. Hoy es común hablar de mecatrónica (carrera que

    combina técnicas de electricidad, electrónica y mecáni-

    ca, entro otras); domótica (electrónica aplicada al ho-

    gar); bioelectrónica, etc. En todos los casos menciona-

    dos, el uso de automatismos o robots es “moneda co-

    rriente” y por eso programamos este curso, en el que

    cada lección es una unidad independiente que posee

    conceptos teóricos y se detallan montajes prácticos pa-

    ra sistemas robotizados. Para la elaboración de este

    curso invitamos a diferentes autores (Ings. Ismael Cer-

    vantes de Anda, Claudio Rodríguez, Carlos Alberto Téllez, Carlos Ma-

    nuel Sánchez González, etc.) y es coordinado por Horacio Daniel Vallejo. Los

    temas que se tratarán en el curso son:

    ¿Qué es la robótica? ¿Qué es un r

    Tipos de robot Campos de a

    Antecedentes históricos Diseño de ro

    Sensores Controladores

    Robots de servicio y teleoperados Análisis de si

    Robótica industrial Clasificación

    d Estructura de un robot industrial Dispositivos

    d

    Tipo de actuadores Tipos de configuraciones morfológicas

    Transmisiones y reductores Sensores

    Triangulación Elementos terminales o actuadores finales

    Herramientas para robots Aplicaciones de la robótica

    Algunos robots comerciales Diseño, montaje y programación de robots

    Prólogo y adaptación: Ing. Horacio D. Vallejo

    Autores de esta Lección: Víctor R. González Fernández, Profesor de Tecnología, Dr. en Física,

    Ingeniero Téc. de Telecomunicaciones, Investigador de la Universidad de Valladolid, http://cfieva-

    lladolid2.net/tecno/cyr_01. Montaje: Pablo Canello, http://www.pablin.com.ar

    Saber Electrónica

    http://cfieva-/http://cfieva-/http://www.pablin.com.ar/

  • Artículo de Tapa

    Saber Electrónica

    4

    ¿Qué es la Robótica?

    El término “Robótica” fue acuña-

    do por Isaac Asimov para describir

    la tecnología de los robots. Él mismo

    predijo, hace años, el aumento de

    una poderosa industria robótica,

    predicción que ya se ha hecho reali-

    dad. Recientemente se ha produci-

    do una explosión en el desarrollo y

    uso industrial de los robots tal que

    se ha llegado al punto de hablar de

    “revolución de los robots” y “era de

    los robots”.

    El término robótica puede ser

    definido desde diversos puntos de

    vista:

    Con independencia respecto a la

    definición de “robot”: “La Robótica

    es la conexión inteligente de la per-

    cepción a la acción”... [Michael

    Brady and Richard Paul, editors. Ro-

    botics Research: The First Interna-

    tional Symposium. The MIT Press,

    Cambridge MA, 1984].

    En base a su objetivo: “La Robó-

    tica consiste en el diseño de siste-

    mas. Actuadores de locomoción,

    manipuladores, sistemas de control,

    sensores, fuentes de energía, soft-

    ware de calidad—todos estos sub-

    sistemas tienen que ser diseñados

    para trabajar conjuntamente en la

    consecución de la tarea del robot-

    ”...[Joseph L. Jones and Anita M.

    Flynn. Mobile robots: Inspirations to

    implementation. A K Peters Ltd,

    1993].

    Supeditada a la propia definición

    del término robot: “La Robótica des-

    cribe todas las tecnologías asocia-

    das con los robots”

    ¿De Dónde Proviene la Palabra

    Robot? ¿Qué es un Robot?

    La palabra robot fue usada por

    primera vez en el año 1921, cuando

    el escritor checo Karel Capek (1890

    - 1938) estrena en el teatro nacional

    de Praga su obra Rossum’s Univer-

    sal Robot (R.U.R.). Su origen es de

    la palabra eslava robota, que se re-

    fiere al trabajo realizado de manera

    forzada. La trama era sencilla: el

    hombre fabrica un robot, luego el ro-

    bot mata al hombre.

    Muchas películas han seguido

    mostrando a los robots como máqui-

    nas dañinas y amenazadoras. Sin

    embargo, películas más recientes,

    como la saga de “La Guerra de las

    Galaxias” desde 1977, retratan a ro-

    bots como “C3PO” y “R2D2” como

    ayudantes del hombre. “Número 5”

    de “Cortocircuito” y “C3PO” real-

    mente tienen apariencia humana.

    Estos robots que se fabrican con

    look humano se llaman ‘androides’.

    La mayoría de los expertos en

    Robótica afirmaría que es complica-

    do dar una definición universalmen-

    te aceptada. Las definiciones son

    tan dispares como se demuestra en

    la siguiente relación:

    Ingenio mecánico controlado

    electrónicamente, capaz de mover-

    se y ejecutar de forma automática

    acciones diversas, siguiendo un pro-

    grama establecido.

    Máquina que en apariencia o

    comportamiento imita a las perso-

    nas o a sus acciones como, por

    ejemplo, en el movimiento de sus

    extremidades

    Un robot es una máquina que

    hace algo automáticamente en res-

    puesta a su entorno.

    Un robot es un puñado de moto-

    res controlados por un programa de

    ordenador.

    Un robot es un ordenador con

    músculos.

    Es cierto, como acabamos de

    observar, que los robots son difíciles

    de definir. Sin embargo, no es nece-

    sariamente un problema el que no

    esté todo el mundo de acuerdo so-

    bre su definición. Quizás, Joseph

    Engelberg (padre de la robótica in-

    dustrial) lo resumió inmejorablemen-

    te cuando dijo: “Puede que no se ca-

    paz de definirlo, pero sé cuándo veo

    uno”.

    La imagen del robot como una

    máquina a semejanza del ser huma-

    no (figura 1), subyace en el hombre

    desde hace muchos siglos, existien-

    do diversas realizaciones con este

    fin.

    Figura 1

    El ciudadano industrializado que

    vive a caballo entre el siglo XX y el

    XXI se ha visto en la necesidad de

    emprender, en escasos 25 años, el

    significado de un buen número de

    nuevos términos marcados por su

    alto contenido tecnológico. De ellos

    sin duda el más relevante haya sido

    el ordenador (computador).

    Éste, está introducido hoy en día

    en su versión personal en multitud

    de hogares (figura 2), y el ciudadano

    medio va conociendo en creciente

    proporción, además de su existen-

    cia, su modo de uso y buena parte

    de sus posibilidades. Pero dejando

    de lado esta verdadera revolución

    social, existen otros conceptos pro-

    cedentes del desarrollo tecnológico

    que han superado las barreras im-

    puestas por las industrias y centros

    de investigación, incorporándose en

    cierta medida al lenguaje coloquial.

  • Curso de Robótica Esmaltado

    Corte

    Encolado

    Desbardado

    Pulido

    no se parecen a las personas y por

    tanto no son androides. Actualmen-

    te, los androides reales sólo existen

    en la imaginación y en las películas

    de ficción.

    Figura 2

    Es llamativo como entre éstas des-

    taca el concepto robot.

    Pero el robot industrial, que se

    conoce y emplea en nuestros días,

    no surge como consecuencia de la

    tendencia o afición de reproducir se-

    res vivientes, sino de la necesidad.

    Fue la necesidad la que dio origen a

    la agricultura, el pastoreo, la caza, la

    pesca, etc. Más adelante, la necesi-

    dad provoca la primera revolución

    industrial con el descubrimiento de

    la máquina de vapor de Watt y, ac-

    tualmente, la necesidad ha cubierto

    de ordenadores la faz de la tierra.

    Inmersos en la era de la informa-

    tización, la imperiosa necesidad de

    aumentar la productividad y mejorar

    la calidad de los productos, ha he-

    cho insuficiente la automatización

    industrial rígida, dominante en las

    primeras décadas del siglo XX, que

    estaba destinada a la fabricación de

    grandes series de una restringida

    gama de productos. Hoy día, más de

    la mitad de los productos que se fa-

    brican corresponden a lotes de po-

    cas unidades.

    Al enfocarse la producción indus-

    trial moderna hacia la automatiza-

    ción global y flexible, han quedado

    en desuso las herramientas, que

    hasta hace poco eran habituales:

    Forja, prensa y fundición

    Finalmente, el resto

    de los robots instala-

    dos en 1979 se dedi-

    caban al montaje y

    labores de inspec-

    ción. En dicho año,

    la industria del auto-

    móvil ocupaba el

    58% del parque

    mundial, siguiendo

    en importancia las

    empresas construc-

    toras de maquinaria eléctrica y elec-

    trónica. En 1997 el parque mundial

    de robots alcanzó la cifra de aproxi-

    madamente 830.000 unidades, de

    los cuales la mitad se localizaba en

    Japón.

    Tipos de Robot

    Desde un punto de vista muy ge-

    neral los robots pueden ser de los si-

    guientes tipos:

    Androides: Una visión amplia-

    mente compartida es que todos los

    robots son “androides”. Los androi-

    des son artilugios que se parecen y

    actúan como seres humanos (figura

    3). Los robots de hoy en día vienen

    en todas las formas y tamaños, pero

    a excepción de los robots que apa-

    recen en las ferias y espectáculos,

    Figura 3

    Móviles: Los robots móviles es-

    tán provistos de patas, ruedas u oru-

    gas que los capacitan para despla-

    zarse de acuerdo a su programación

    (figura 4). Elaboran la información

    que reciben a través de sus propios

    sistemas de sensores y se emplean

    en determinado tipo de instalaciones

    industriales, sobre todo para el

    transporte de mercancías en cade-

    nas de producción y almacenes.

    También se utilizan robots de este ti-

    po para la investigación en lugares

    de difícil acceso o muy distantes, co-

    mo es el caso de la exploración es-

    pacial y de las investigaciones o res-

    cates submarinos.

    Figura 4

    Industriales: Los robots indus-

    triales son artilugios mecánicos y

    electrónicos destinados a realizar de

    forma automática determinados pro-

    cesos de fabricación o manipula-

    ción.

    También reciben el nombre de

    robots algunos electrodomésticos

    capaces de realizar varias operacio-

    nes distintas de forma simultánea o

    consecutiva, sin necesidad de inter-

    vención humana, como los también

    llamados «procesadores», que tro-

    cean los alimentos y los someten a

    Saber Electrónica

    5

  • Artículo de Tapa

    Saber Electrónica

    6

    las oportunas operaciones de coc-

    ción hasta elaborar un plato comple-

    to a partir de la simple introducción

    de los productos básicos.

    Los robots industriales, en la ac-

    tualidad, son con mucho los más fre-

    cuentemente encontrados. Japón y

    Estados Unidos lideran la fabrica-

    ción y consumo de robots industria-

    les, siendo Japón el número uno. Es

    curioso ver cómo estos dos países

    han definido al robot industrial:

    La Asociación Japonesa de Ro-

    bótica Industrial (JIRA): Los robots

    son “dispositivos capaces de mover-

    se de modo flexible análogo al que

    poseen los organismos vivos, con o

    sin funciones intelectuales, permi-

    tiendo operaciones en respuesta a

    las órdenes humanas”.

    El Instituto de Robótica de Amé-

    rica (RIA): Un robot industrial es “un

    manipulador multifuncional y repro-

    gramable diseñado para desplazar

    materiales, componentes, herra-

    mientas o dispositivos especializa-

    dos por medio de movimientos pro-

    gramados variables con el fin de

    realizar tareas diversas”.

    La definición japonesa es muy

    amplia, mientras que la definición

    americana es más concreta. Por

    ejemplo, un robot manipulador que

    requiere un operador “mecánica-

    mente enlazado” a él se considera

    como un robot en Japón, pero no

    encajaría en la definición americana.

    Asimismo, una máquina automática

    Figura 5

    que no es programable (figura 5) en-

    traría en la definición japonesa y no

    en la americana. Una ventaja de la

    amplia definición japonesa es que a

    muchos de los dispositivos automá-

    ticos cotidianos se les llama “robots”

    en Japón. Como resultado, los japo-

    neses han aceptado al robot en su

    cultura mucho más fácilmente que

    los países occidentales, puesto que

    la definición americana es la que es

    internacionalmente aceptada.

    Médicos: Los robots médicos

    son, fundamentalmente, prótesis pa-

    ra disminuidos físicos que se adap-

    tan al cuerpo y están dotados de po-

    tentes sistemas de mando (figura 6).

    Con ellos se logra igualar con preci-

    sión los movimientos y funciones de

    los órganos o extremidades que su-

    plen.

    Figura 6

    Teleoperadores: Hay muchos

    “parientes de los robots” que no en-

    cajan exactamente en la definición

    precisa. Un ejemplo son los teleope-

    radores. Dependiendo de cómo se

    defina un robot, los teleoperadores

    pueden o no clasificarse como ro-

    bots. Los teleoperadores se contro-

    lan remotamente por un operador

    humano. Cuando pueden ser consi-

    derados robots se les llama “tele-ro-

    bots”. Cualquiera que sea su clase,

    los teleoperadores son generalmen-

    te muy sofisticados y extremada-

    mente útiles en entornos peligrosos

    tales como residuos químicos y de-

    sactivación de bombas.

    Se puede concretar más, aten-

    diendo a la arquitectura de los ro-

    bots. La arquitectura, definida por el

    tipo de configuración general del ro-

    bot, puede ser metamórfica. El con-

    cepto de metamorfismo, de reciente

    aparición, se ha introducido para in-

    crementar la flexibilidad funcional de

    un robot a través del cambio de su

    configuración por el propio robot. El

    metamorfismo admite diversos nive-

    les, desde los más elementales -

    cambio de herramienta o de efector

    terminal-, hasta los más complejos

    como el cambio o alteración de algu-

    nos de sus elementos o subsiste-

    mas estructurales.

    Los dispositivos y mecanismos

    que pueden agruparse bajo la deno-

    minación genérica del robot, tal co-

    mo se ha indicado, son muy diver-

    sos y es por tanto difícil establecer

    una clasificación coherente de los

    mismos que resista un análisis críti-

    co y riguroso. La subdivisión de los

    robots, con base en su arquitectura,

    se hace en los siguientes grupos:

    Poliarticulados, Móviles, Androides,

    Zoomórficos e Híbridos.

    Poliarticulados: Bajo este gru-

    po están los robots de muy diversa

    forma y configuración, cuya caracte-

    rística común es la de ser básica-

    mente sedentarios -aunque excep-

    cionalmente pueden ser guiados pa-

    ra efectuar desplazamientos limita-

    dos- y estar estructurados para mo-

    ver sus elementos terminales en un

    determinado espacio de trabajo se-

    gún uno o más sistemas de coorde-

    nadas y con un número limitado de

    grados de libertad. En este grupo se

    encuentran los manipuladores y al-

    gunos robots industriales, y se em-

    plean cuando es preciso abarcar

    una zona de trabajo relativamente

    amplia o alargada, actuar sobre ob-

    jetos con un plano de simetría verti-

    cal o reducir el espacio ocupado en

    la base.

  • Artículo de Tapa

    Saber Electrónica

    8

    Poliarticulados Móviles: Cuen-

    tan con gran capacidad de despla-

    zamiento, basados en carros o pla-

    taformas y dotados de un sistema lo-

    comotor de tipo rodante. Siguen su

    camino por telemando o guiándose

    por la información recibida de su en-

    torno a través de sus sensores. Las

    tortugas motorizadas diseñadas en

    los años cincuenta, fueron las pre-

    cursoras y sirvieron de base a los

    estudios sobre inteligencia artificial

    desarrollados entre 1965 y 1973 en

    la Universidad de Stanford.

    Estos robots aseguran el trans-

    porte de piezas de un punto a otro

    de una cadena de fabricación (figura

    7). Guiados mediante pistas mate-

    rializadas a través de la radiación

    electromagnética de circuitos empo-

    trados en el suelo, o a través de

    bandas detectadas fotoeléctrica-

    mente, pueden incluso llegar a sor-

    tear obstáculos y están dotados de

    un nivel relativamente elevado de in-

    teligencia.

    Figura 7

    Androides: Estos intentan re-

    producir total o parcialmente la for-

    ma y el comportamiento cinemático

    del ser humano. Actualmente los an-

    droides son todavía dispositivos

    muy poco evolucionados y sin utili-

    dad práctica, y destinados, funda-

    mentalmente, al estudio y experi-

    mentación. Uno de los aspectos más com-

    que se centra la mayoría de los tra-

    bajos, es el de la locomoción bípe-

    da. En este caso, el principal proble-

    ma es controlar dinámica y coordi-

    nadamente en el tiempo real el pro-

    ceso y mantener simultáneamente

    el equilibrio del robot.

    Zoomórficos: Los robots zoo-

    mórficos, que considerados en sen-

    tido no restrictivo podrían incluir

    también a los androides, constituyen

    una clase caracterizada principal-

    mente por sus sistemas de locomo-

    ción que imitan a los diversos seres

    vivos. A pesar de la disparidad mor-

    fológica de sus posibles sistemas de

    locomoción es conveniente agrupar

    a los robots zoomórficos en dos ca-

    tegorías principales: caminadores y

    no caminadores. El grupo de los ro-

    bots zoomórficos no caminadores

    está muy poco evolucionado. Cabe

    destacar, entre otros, los experimen-

    tados efectuados en Japón basados

    en segmentos cilíndricos biselados

    acoplados axialmente entre sí y do-

    tados de un movimiento relativo de

    rotación. En cambio, los robots zoo-

    mórficos caminadores multípedos

    (figura 8) son muy numerosos y es-

    tán siendo experimentados en diver-

    sos laboratorios con vistas al desa-

    rrollo posterior de verdaderos vehí-

    culos terrenos, pilotados o autóno-

    mos, capaces de evolucionar en su-

    perficies muy accidentadas. Las

    aplicaciones de estos robots serán

    interesante en el campo de la explo-

    ración espacial y en el estudio de los

    volcanes.

    Híbridos: Estos robots corres-

    ponden a aquellos de difícil clasifica-

    ción cuya estructura se sitúa en

    combinación con alguna de las ante-

    riores ya expuestas, bien sea por

    conjunción o por yuxtaposición. Por

    ejemplo, un dispositivo segmentado,

    articulado y con ruedas, tiene al mis-

    mo tiempo uno de los atributos de

    los robots móviles y de los robots

    zoomórficos. De igual forma pueden

    considerarse híbridos algunos ro-

    bots formados por la yuxtaposición

    de un cuerpo formado por un carro

    móvil y de un brazo semejante al de

    los robots industriales. En parecida

    situación se encuentran algunos ro-

    bots antropomorfos y que no pueden

    clasificarse ni como móviles ni como

    androides, tal es el caso de los ro-

    bots personales.

    Impacto de la Robótica

    La Robótica es una nueva tecno-

    logía, que surgió como tal, hacia

    1960. Han transcurrido pocos años y

    el interés que ha despertado, desbor-

    da cualquier previsión. Quizás, al na-

    cer la Robótica en la era de la infor-

    mación, una propaganda desmedida

    ha propiciado una imagen irreal a ni-

    vel popular y, al igual que sucede con

    el microprocesador, la mistificación

    de esta nueva máquina, que de todas

    formas, nunca dejará de ser eso, una

    máquina (vea la figura 9).

    plejos de estos robots, y sobre el Figura 8 Figura 9

  • Artículo de Tapa

    Saber Electrónica

    10

    Impacto en la Educación: El

    auge de la Robótica y la imperiosa

    necesidad de su implantación en nu-

    merosas instalaciones industriales,

    requiere el concurso de un buen nú-

    mero de especialistas en la materia.

    La Robótica es una tecnología multi-

    disciplinar. Hace uso de todos los re-

    cursos de vanguardia de otras cien-

    cias afines, que soportan una parce-

    la de su estructura. Destacan las si-

    guientes:

    Mecánica

    Cinemática

    Dinámica

    Matemáticas

    Automática

    Electrónica

    Informática

    Energía y actuadores eléctricos,

    neumáticos e hidráulicos

    Visión artificial

    Sonido de máquinas

    Inteligencia artificial

    Realmente la Robótica es una

    combinación de todas las disciplinas

    expuestas, más el conocimiento de

    la aplicación a la que se enfoca, por

    lo que su estudio se hace especial-

    mente indicado en las carreras de

    Ingeniería Superior y Técnica y en

    los centros de formación profesio-

    nal, como asignatura práctica. Tam-

    bién es muy recomendable su estu-

    dio en las facultades de informática

    en las vertientes dedicadas al proce-

    samiento de imágenes, inteligencia

    artificial, lenguajes de robótica, pro-

    gramación de tareas, etc.

    Finalmente, la Robótica brinda a

    investigadores y doctorados un vas-

    to y variado campo de trabajo, lleno

    de objetivos y en estado inicial de

    desarrollo.

    La abundante oferta de robots

    educacionales en el mercado y sus

    precios competitivos, permiten a los

    centros de enseñanza complemen-

    tar un estudio teórico de la Robótica,

    con las prácticas y ejercicios de ex-

    perimentación e investigación ade-

    cuados. Una formación en robótica

    localizada exclusivamente en el con-

    trol (figura 10) no es la más útil para

    la mayoría de los estudiantes, que

    de trabajar con robots lo harán como

    usuarios y no como fabricantes. Sin

    embargo, no hay que perder de vis-

    ta que se está formando a ingenie-

    ros, y que hay que proveerles de los

    medios adecuados para abordar, de

    la manera más adecuada, los pro-

    blemas que puedan surgir en el de-

    sarrollo de su profesión.

    Figura 10

    Impacto en la automatización

    industrial: El concepto que existía

    sobre automatización industrial se

    ha modificado profundamente con la

    incorporación al mundo del trabajo

    del robot, que introduce el nuevo vo-

    cablo de “sistema de fabricación fle-

    xible”, cuya principal característica

    consiste en la facilidad de adapta-

    ción de este núcleo de trabajo, a ta-

    reas diferentes de producción.

    Las células flexibles de produc-

    ción se ajustan a necesidades del

    mercado y están constituidas, bási-

    camente, por grupos de robots, con-

    trolados por ordenador. Las células

    flexibles disminuyen el tiempo del ci-

    clo de trabajo en el taller de un pro-

    ducto y liberan a las personas de

    trabajos desagradables y monóto-

    nos. La interrelación de las diferen-

    tes células flexibles a través de po-

    tentes computadores, dará lugar a la

    factoría totalmente automatizada, de

    las que ya existen algunas experien-

    cias.

    Impacto en la competitividad:

    La adopción de la automatización

    parcial y global de la fabricación, por

    parte de las poderosas compañías

    multinacionales, obliga a todas las

    demás a seguir sus pasos para

    mantener su supervivencia. Cuando

    el grado de utilización de maquinaria

    sofisticada es pequeño, la inversión

    no queda justificada. Para poder

    compaginar la reducción del número

    de horas de trabajo de los operarios

    y sus deseos para que estén empla-

    zadas en el horario normal diurno,

    con el empleo intensivo de los mo-

    dernos sistemas de producción, es

    preciso utilizar nuevas técnicas de

    fabricación flexible integral.

    Impacto sociolaboral: El man-

    tenimiento de las empresas y el con-

    siguiente aumento en su productivi-

    dad, aglutinan el interés de empre-

    sarios y trabajadores en aceptar, por

    una parte la inversión económica y

    por otra la reducción de puestos de

    trabajo, para incorporar las nuevas

    tecnologías basadas en robots y

    computadores.

    Las ventajas de los modernos

    elementos productivos, como la libe-

    ración del hombre de trabajos peli-

    grosos, desagradables o monótonos

    y el aumento de la productividad, ca-

    lidad y competitividad, a menudo,

    queda eclipsado por el aspecto ne-

    gativo que supone el desplazamien-

    to de mano de obra, sobre todo en

    tiempos de crisis. Este temor resulta

    infundado si se analiza con detalle el

    verdadero efecto de la robotización.

    En el caso de España en 1998

    existían aproximadamente 5000 ro-

    bots instalados, lo que supone la

    sustitución de 10000 puestos de tra-

    bajo. El desempleo generado que-

    dará completamente compensado

    por los nuevos puestos de trabajo

    que surgirán en el sector de la ense-

    ñanza, los servicios, la instalación,

  • Figura 11

    Curso de Robótica

    Fiables, que siempre realizasen

    su tarea de la forma esperada. Versátiles, que pudiesen ser utili-

    zados para varias tareas sin necesi-

    dad de modificaciones en su control.

    Antecedentes Históricos.

    Eras Tecnológicas

    La historia de la tecnología está

    formada por tres períodos principa-

    les: era agrícola, era industrial y era

    de la información.

    El desarrollo de los robots se

    puede ver como lógica e importante

    parte de la historia.

    mantenimiento y fabricación de ro-

    bots, pero especialmente por todos

    aquellos que se mantendrán, como

    consecuencia de la revitalización y

    salvación de las empresas que im-

    planten los robots.

    ¿Qué Esperamos de la Robótica?

    En las historias de robots de

    Isaac Asimov, éste prevé un mundo

    futuro en el que existen reglas de

    seguridad para que los robots no

    puedan ser dañinos para los seres

    humanos. Por tal razón Asimov pro-

    puso las siguientes tres leyes de la

    robótica:

    1ª.- Un robot no puede dañar a

    un ser humano o, a través de la

    inacción, permitir que se dañe a

    un ser humano.

    2ª.- Un robot debe obedecer

    las órdenes dadas por los seres

    humanos, excepto cuando tales

    órdenes estén en contra de la pri-

    mera ley.

    3ª.- Un robot debe proteger su

    propia existencia siempre y cuan-

    do esta protección no entre en

    conflicto con la primera y segun-

    da ley.

    Sin llegar a la ciencia-ficción, por

    ahora nos gustaría que los robots tu-

    vieran las siguientes características:

    Autónomos, que pudiesen desa-

    rrollar su tarea de forma indepen-

    diente.

    Figura 12

    Eras Agrícola e Industrial: A

    través de la historia la tecnología de

    cada época ha sido poderosamente

    influyente en la vida cotidiana de sus

    sociedades.

    Los productos y la ocupación

    han sido dictados por la tecnología

    disponible, por ejemplo en la era

    agrícola cuya tecnología era muy

    primitiva, ésta estaba formada por

    herramientas muy simples que, sin

    embargo eran lo último en tecnolo-

    gía, como consecuencia de ello la

    mayoría de la gente eran agriculto-

    res y todo el trabajo se hacía me-

    diante la fuerza de los hombres y de

    los animales.

    Grecia: Autómatos (autómata, fi-

    gura 11)

    Arabia Utilidad práctica de me-

    canismos

    Edad Media

    Hombre de hierro de Alberto

    Magno (1204 - 1282)

    Gallo de Estrasburgo (1352), fi-

    gura 12.

    Renacimiento

    – León Mecánico de Leonardo

    da Vinci (1499)

    – Hombre de Palo de Juanelo

    Turriano (1525)

    Saber Electrónica

    11

  • Artículo de Tapa

    Figura 13

    Siglos XVII- XIX

    Muñecos (flautista) de Jacques

    Vaucanson (1738).

    Escriba, organista, dibujante de

    familia Droz (1770), figura 13.

    Muñeca dibujante de Henry Mai-

    llardet, figura 14.

    Figura 14

    to de la industria y mucha gente pa-

    só a estar empleada en las nuevas

    fábricas como trabajadores. Los bie-

    nes se producían más rápidamente

    y mejor que antes y la calidad de vi-

    da aumentó. Los cambios se suce-

    dieron tan deprisa que a este perío-

    do se le conoce como “Revolución

    Industrial”

    Era de la Información

    A continuación, en la mitad del

    siglo XX surgen las industrias basa-

    das en la ciencia, las mejoras tecno-

    lógicas en la electrónica hicieron po-

    sible el ordenador. Este constituye el

    desarrollo más importante, el orde-

    nador revolucionó el modo de proce-

    sar y comunicar la información. Co-

    mo resultado la información se ha

    convertido en un bien más del mer-

    cado y esta nueva era se conoce co-

    mo la era de la información o “post-

    industrial”.

    La tecnología de la información

    tiene un gran impacto en la socie-

    dad, ordenadores, fibra óptica, ra-

    dio, televisión y satélites de comuni-

    cación son sólo ejemplos de disposi-

    tivos que tienen un enorme efecto

    sobre nuestra vida y economía.

    Un gran porcentaje de empleos

    requieren “trabajadores informáti-

    cos” y cada vez menos se necesitan

    “trabajadores de producción”. La

    tecnología de la información ha sido

    responsable del espectacular creci-

    miento de la Robótica, y a medida

    que la era industrial declina se espe-

    ra que cada vez más trabajo físico

    sea realizado por robots.

    ¿Cuándo aparecen los robots tal

    y como los conocemos en la actuali-

    dad?

    Androides que posean una fun-

    cionalidad completa se encuentran

    muy alejados de la actualidad debi-

    do a la multitud de problemas que

    aún deben ser resueltos. Sin embar-

    go, algunos robots reales sofistica-

    dos que trabajan hoy en día están

    revolucionando los lugares de traba-

    jo. Estos robots no tienen la román-

    tica apariencia humana de los an-

    droides, de hecho son manipulado-

    res (brazos y manos) industriales

    controlados por ordenador; son tan

    diferentes a la imagen popular que

    sería muy fácil no reconocerlos.

    Con el objetivo de diseñar una

    maquina flexible, adaptable al entor-

    no y de fácil manejo, George Devol,

    pionero de la Robótica Industrial, pa-

    tentó en 1948, un manipulador pro-

    gramable que fue el germen del ro-

    bot industrial.

    En 1948 R.C. Goertz del Argon-

    ne National Laboratory (figura 15),

    desarrolló, con el objetivo de mani-

    pular elementos radioactivos sin

    riesgo para el operador, el primer te-

    le manipulador. Éste consistía en un

    dispositivo mecánico maestro-escla-

    vo. El manipulador maestro, repro-

    ducía fielmente los movimientos de

    éste. El operador además de poder

    observar a través de un grueso cris-

    tal el resultado de sus acciones,

    sentía a través del dispositivo maes-

    tro, las fuerzas que el esclavo ejer-

    cía sobre el entorno.

    Años más tarde, en 1954, Goertz

    hizo uso de la tecnología electrónica

    y del servocontrol sustituyendo la

    A mediados del siglo XVIII, los

    molinos de agua, la máquina de va-

    por y otros transformadores de ener-

    gía reemplazaron la fuerza humana

    y animal como fuente principal de

    energía. Las nuevas máquinas de

    fabricación impulsaron el crecimien-

    Figura 15

  • Saber Electrónica

    Curso de Robótica transmisión mecánica por

    eléctrica y desarrollando

    así el primer tele manipula-

    dor con servocontrol bilate-

    ral. Otro de los pioneros de

    la tele manipulación fue

    Ralph Mosher, ingeniero

    de la General Electric que

    en 1958 desarrolló un dis-

    positivo denominado

    Handy-Man, consistente

    en dos brazos mecánicos

    teleoperados mediante un

    maestro del tipo denomina-

    do exoesqueleto. Junto a

    la industria nuclear, a lo lar-

    go de los años sesenta, la

    industria submarina co-

    menzó a interesarse por el

    uso de los tele manipula-

    Figura 16

    Otras grandes empresas

    como AMF, emprendieron

    la construcción de maqui-

    nas similares (Versatran-

    1963).

    En 1968 J.F. Engelberger

    visitó Japón y poco más

    tarde se firmaron acuer-

    dos con Kawasaki para la

    construcción de robots ti-

    po Unimate. El crecimien-

    to de la robótica en Japón

    aventaja en breve a los

    Estados Unidos gracias a

    Nissan, que formó la pri-

    mera asociación robótica

    del mundo, la Asociación

    de Robótica industrial de

    Japón (JIRA) en 1972.

    Dos años más tarde se

    dores.

    A este interés se sumó la indus-

    tria espacial en los años setenta. La

    evolución de los tele manipuladores

    a lo largo de los últimos años no ha

    sido tan espectacular como la de los

    robots. Recluidos en un mercado se-

    lecto y limitado (industria nuclear,

    militar, espacial, etc.) son en general

    desconocidos y comparativamente

    poco atendidos por los investiga- do-

    res y usuarios de robots. Por su pro-

    pia concepción, un tele manipulador

    precisa el mando continuo de un

    operador, y salvo por las aportacio-

    nes incorporadas con el concepto

    del control supervisado y la mejora

    de la tele presencia promovida hoy

    día por la realidad virtual, sus capa-

    cidades no han variado mucho res-

    pecto a las de sus orígenes.

    La sustitución del operador por

    un programa de ordenador que con-

    trolase los movimientos del manipu-

    lador dio paso al concepto de robot.

    La primera patente de un dispositivo

    robótico fue solicitada en marzo de

    1954 por el inventor británico C.W.

    Kenward. Dicha patente fue emitida

    en el Reino Unido en 1957, sin em-

    bargo fue Geoge C. Devol, ingeniero

    norteamericano, inventor y autor de

    varias patentes, el que estableció

    las bases del robot industrial moder-

    no. En 1954 Devol concibió la idea

    de un dispositivo de transferencia de

    artículos programada que se paten-

    tó en Estados Unidos en 1961.

    En 1956 Joseph F. Engelberger

    es director de ingeniería de la divi-

    sión aeroespacial de la empresa

    Manning Maxwell y Moore en Stan-

    ford, Conneticut. Juntos Devol y En-

    gelberger comenzaron a trabajar en

    la utilización industrial de sus máqui-

    nas (figura 16), fundando la Con-

    solidated Controls Corporation,

    que más tarde se convierte en

    Unimation (Universal Automa-

    tion), e instalando su primera má-

    quina Unimate (1960), en la fábri-

    ca de General Motors de Tren-

    ton, Nueva Jersey, en una aplica-

    ción de fundición por inyección.

    Devol predijo que el robot indus-

    trial “ayudaría al trabajador de las

    fábricas del mismo modo en que

    las máquinas de ofimática ha-

    bían ayudado al oficinista”. Se

    produjo un boom de la idea de la

    fábrica del futuro, aunque en un

    primer intento el resultado y la

    viabilidad económica fueron de-

    sastrosos. Tampoco debemos ol-

    vidar al “handy-man” de General

    Electric, figura 17.

    formó el Instituto de Robótica de

    América (RIA), que en 1984 cambió

    su nombre por el de Asociación de

    Industrias Robóticas, manteniendo

    las mismas siglas (RIA). Por su par-

    te Europa tuvo un despertar más tar-

    dío. En 1973 la firma sueca ASEA

    construyó el primer robot con accio-

    namiento totalmente eléctrico (figura

    18). En 1980 se fundó la Federación

    Internacional de Robótica con sede

    en Estocolmo, Suecia.

    Figura 17

  • Saber Electrónica

    Artículo de Tapa Figura 18

    La configuración de los primeros

    robots respondía a las denominadas

    configuraciones esférica y antropo-

    mórfica, de uso especialmente váli-

    do para la manipulación. En 1982, el

    profesor Makino de la Universidad

    Yamanashi de Japón, desarrolla el

    concepto de robot SCARA (Selecti-

    ve Compliance Assembly Robot

    Arm) que busca un robot con un nú-

    mero reducido en grados de libertad

    (3 o 4), un costo limitado y una con-

    figuración orientada al ensamblado

    de piezas, figura 19.

    La definición del robot industrial,

    como una máquina que puede efec-

    tuar un número diverso de trabajos,

    automáticamente, mediante la pro-

    gramación previa, no es válida,

    puesto que existen bastantes má-

    quinas de control numérico que

    cumplen esos requisitos. Una pecu-

    liaridad de los robots es su estructu-

    ra de brazo mecánico y otra su

    adaptabilidad a diferentes aprehen-

    sores o herramientas. Otra caracte-

    rística especifica del robot, es la po-

    sibilidad de llevar a cabo trabajos

    completamente diferentes e, inclu-

    so, tomar decisiones según la infor-

    mación procedente del mundo exte-

    rior, mediante el adecuado progra-

    ma operativo en su sistema informá-

    tico. Se pueden distinguir cinco fa-

    ses relevantes en el desarrollo de

    la Robótica Industrial:

    El laboratorio ARGONNE diseña,

    en 1950, manipuladores amo-escla-

    vo para manejar material radioacti-

    vo.

    Unimation, fundada en 1958 por

    Engelberger, y hoy absorbida por

    Whestinghouse, realiza los primeros

    proyectos de robots a principios de

    la década de los sesenta de nuestro

    siglo, instalando el primero en 1961

    y posteriormente, en 1967, un con-

    junto de ellos en una factoría de Ge-

    neral Motors. Tres años después, se

    inicia la implantación de los robots

    en Europa, especialmente en el área

    de fabricación de automóviles. Ja-

    pón comienza a implementar esta

    tecnología hasta 1968.

    Los laboratorios de la Universi-

    dad de Stanford y del MIT acome-

    ten, en 1970, la tarea de controlar un

    robot mediante computador.

    En el año de 1975, la aplicación

    del microprocesador, transforma la

    imagen y las características del ro-

    bot, hasta entonces grande y costo-

    so.

    Figura 19

    A partir de 1980, el fuerte impul-

    so en la investigación, por parte de

    las empresas fabricantes de robots,

    otros auxiliares y diversos departa-

    mentos de Universidades de todo el

    mundo, sobre la informática aplica-

    da y la experimentación de los sen-

    sores, cada vez mas perfecciona-

    dos, potencian la configuración del

    robot inteligente capaz de adaptarse

    al ambiente y tomar decisiones en

    tiempo real, adecuarlas para cada

    situación. En esta fase que dura

    desde 1975 hasta 1980, la conjun-

    ción de los efectos de la revolución

    de la Microelectrónica y la revitaliza-

    ción de las empresas automovilísti-

  • Saber Electrónica

    Curso de Robótica cas, produjo un crecimiento acumu-

    lativo del parque de robots, cercano

    al 25%.

    La evolución de los robots indus-

    triales desde sus principios ha sido

    vertiginosa. En poco más de 30

    años las investigaciones y desarro-

    llos sobre robótica industrial han

    permitido que los robots tomen posi-

    ciones en casi todas las áreas pro-

    ductivas y tipos de industria. En pe-

    queñas o grandes fabricas, los ro-

    bots pueden sustituir al hombre en

    aquellas áreas repetitivas y hostiles,

    adaptándose inmediatamente a los

    cambios de producción solicitados

    por la demanda variable.

    Desde 1980, los robots se han

    expandido por varios tipo de indus-

    trias. El principal factor responsable

    de este crecimiento han sido las me-

    joras técnicas en los robots debidas

    al avance en Microelectrónica e In-

    formática. Los Estados Unidos ven-

    dieron sus empresas de robots a Eu-

    ropa y Japón o a sus filiales en otros

    países. En la actualidad sólo una

    empresa, Adept, permanece en el

    mercado de producción industrial de

    robots en EE.UU.

    Aunque los robots ocasionen

    cierto desempleo, también crean

    puestos de trabajo: Técnicos, co-

    merciales, ingenieros, programado-

    res, etc. Los países que usen eficaz-

    mente los robots en sus industrias

    tendrán una ventaja económica en

    el mercado mundial.

    En el campo de la investigación

    el primer autómata (1940,s) lo cons-

    truye Grey Walter, era una tortuga

    que buscaba la luz o iba a enchufar-

    se para recargar baterías, también

    de esa época es la bestia de John

    Hopkins. Al final de los 60,s Shakey

    construido por SRI navegaba en en-

    tornos de interior de edificios muy

    estructurados, y al final de los 70,s

    el Stanford Cart de Moravec se atre-

    vió a salir a ‘exteriores’. A partir de

    ese momento ha habido una gran

    proliferación de trabajo en vehículos

    autónomos que ya circulan a la velo-

    cidad de un coche por la carretera y

    navegan por todo terreno en aplica-

    ciones comerciales.

    Generaciones de la Robótica

    La introducción de los micropro-

    cesadores desde los años 70 ha he-

    cho posible que la tecnología de los

    robots haya sufrido grandes avan-

    ces, los modernos ordenadores han

    ofrecido un “cerebro” a los músculos

    de los robots mecánicos. Ha sido es-

    ta fusión de electrónica y mecánica

    la que ha hecho posible al moderno

    robot, los japoneses han acuñado el

    término “mecatrónica” para describir

    esta fusión.

    El año 1980 fue llamado “primer

    año de la era robótica” porque la

    producción de robots industriales

    aumentó ese año un 80 % respecto

    del año anterior.

    Primera y Segunda Genera-

    ción: Los cambios en Robótica se

    suceden tan deprisa que ya se ha

    pasado de unos robots relativamen-

    te primitivos a principios de los 70, a

    una segunda generación. La prime-

    ra generación de robots era repro-

    gramable, de tipo brazo, dispositivos

    manipuladores que sólo podían me-

    morizar movimientos repetitivos,

    asistidos por sensores internos que

    les ayudan a realizar sus movimien-

    tos con precisión. La segunda gene-

    ración de robots entra en escena a

    finales de los 70, tienen sensores

    externos (tacto y visión por lo gene-

    ral) que dan al robot información

    (realimentación) del mundo exterior.

    Estos robots pueden hacer eleccio-

    nes limitadas o tomar decisiones y

    reaccionar ante el entorno de traba-

    jo, se les conoce como robots adap-

    tativos.

    Tercera Generación: La tercera

    generación acaba de surgir, está

    surgiendo en estos años, emplean la

    inteligencia artificial y hacen uso de

    los ordenadores tan avanzados de

    los que se puede disponer en la ac-

    tualidad. Estos ordenadores no sólo

    trabajan con números, sino que tam-

    bién trabajan con los propios progra-

    mas, hacen razonamientos lógicos y

    aprenden. La IA permite a los orde-

    nadores resolver problema inteligen-

    temente e interpretar información

    compleja procedente de avanzados

    sensores.

    Tendencias Futuras

    Durante años los robots han sido

    considerados útiles sólo si se em-

    pleaban como manipuladores indus-

    triales. Recientemente han irrumpi-

    do varios roles nuevos para los ro-

    bots. A diferencia de los tradiciona-

    les robots fijos de manipulación y fa-

    bricación, estos nuevos robots móvi-

    les pueden realizar tareas en un

    gran número de entornos distintos. A

    estos robots no industriales se les

    conoce como robots de servicio.

    Los robots de servicio proporcio-

    nan muchas funciones de utilidad,

    se emplean para el ocio, la educa-

    ción, fines de bienestar personal y

    social. Por ejemplo, hay prototipos

    que recorren los pasillos de los hos-

    pitales y cárceles para servir alimen-

    tos, otros navegan en oficinas para

    repartir el correo a los empleados.

    Los robots de servicios son ideal-

    mente adecuados al trabajo en

    áreas demasiado peligrosas para la

    vida humana y a explorar lugares

    anteriormente prohibidos a los seres

    humanos. Han probado ser valiosos

    en situaciones de alto riesgo como

    en la desactivación de bombas y en

    entornos contaminados radioactiva

    y químicamente.

    Este crecimiento revolucionario

    en el empleo de robots como dispo-

    sitivos prácticos es un indicador de

    que los robots desempeñarán un im-

    portante papel en el futuro. Los ro-

    bots del futuro podrán relevar al

    hombre en múltiples tipos de trabajo

  • Saber Electrónica

    Artículo de Tapa

    físico. Joseph Engel-

    berg, padre de la ro-

    bótica industrial, está

    investigando en una

    especie de robot ma-

    yordomo o sirviente

    doméstico. Se piensa

    que los robots están

    en ese momento críti-

    co antes de la explo-

    sión del mercado, co-

    mo lo estuvieron las

    PC,s en 1975. El cam-

    po de la robótica se

    desbordará cuando

    los robots sean de do-

    minio público, esta re-

    volución exigirá que la

    gente de la era de la

    información no sea

    “analfabeta robótica”.

    En palabras de

    Engelberg: “Robotics

    is a six billion dollars

    industry worldwide. ...

    Sometime between

    2000 and 2010 servi-

    ce robots will exceed

    industrial robotics in

    worldwide sales volu-

    me.” Transition Re-

    search Corporation,

    USA.

    Estado actual y

    Perspectivas

    de la Robótica

    Mundial

    El mercado mun-

    dial Las ventas mun-

    diales de robots indus-

    triales alcanzaron un

    máximo en 1990, con más de

    81.000 unidades. Siguió un retroce-

    so entre 1991 y 1993; las ventas

    mundiales cayeron a aproximada-

    mente 54.000 unidades en 1993. El

    mercado del robot mundial empezó

    entonces un período de recupera-

    ción que alcanzó el máximo en

    1997, con un nivel de 85.000 unida-

    des. En 1998, sin embargo, las ven-

    tas bajaron más de un 16%, cayen-

    do a 71,000 unidades (véanse la ta-

    bla figura adjuntas). Vea en las ta-

    blas de las figuras 20 y 21 las Insta-

    laciones anuales de robots industria-

    les en 1997 y 1998, y proyecciones

    Figura 20

    para fines del 2006 (número de uni-

    dades).

    El gran retroceso en las ventas

    entre 1990 y 1993/1994 era princi-

    palmente debido a la baja del sumi-

    nistro de robots de Japón, de 60.000

    unidades a 30.000 unidades en

    1994. La bajada de 1998 era resulta-

  • Saber Electrónica

    Curso de Robótica

    Figura 21 do de la caída de ventas no sólo en

    Japón, sino también en la República

    de Corea. Las ventas en estos dos

    países bajaron un 21% y un75%,

    respectivamente, comparado con el

    nivel de 1997.

    Cuando se excluye a Japón y la

    República de Corea, el mercado

    mundial restante muestra un au-

    mento impresionante, del 16%, en

    1998, en comparación con 1997. Es-

    ta saludable proporción de creci-

    miento también puede verse en pro-

    porciones de crecimiento del 21%

    en 1996 y del 35% en 1997 (la tasa

    de crecimiento correspondiente para

    el mercado mundial total era de sólo

    el 11% y el 7%, respectivamente).

    Después de tres años de propor-

    ciones de crecimiento anuales del

    orden del 30%, el mercado en Esta-

    dos Unidos cayó un 5% en 1996. En

    1997, el mercado estaba recuperán-

    dose de nuevo, mostrándose un cre-

    cimiento de un 28% por encima de

    1996, alcanzando un registro de

    12.500 unidades. En 1998, sin em-

    bargo, las ventas cayeron un 13%

    por lo que se refiere a las unidades

    y un 7% por lo que se refiere al va-

    lor. Esto probablemente fue sólo un

    retroceso temporal, puesto que el

    mercado americano subió un 9% en

    la primera mitad de 1999, compara-

    do con 1998.

    El mercado del robot europeo

    aumentó un 10% en 1998, hasta

    aproximadamente las 22.000 unida-

    des. Existe un aumento en la prime-

    ra mitad de 1999 de un 32% por en-

    cima del mismo periodo de 1998, in-

    dicando que en1999 se vería una

    ola continuada de inversiones en ro-

    bot. El crecimiento en 1998 estaba,

    sin embargo, bastante irregularmen-

    te distribuido entre los países. En los

    8 países de europea occidental, más

    pequeño, era del 28%. En España,

    Dinamarca y Finlandia, el crecimien-

    to varió entre el 50% y el 70%. Entre

    los países más grandes,

    Alemania registró un cre-

    cimiento del 10% e Italia

    del 19%. Las ventas de

    Francia cayeron un 4% y

    un 29% en el Reino Uni-

    do.

    Como se mencionó ante-

    riormente, las ventas ba-

    jaron en Japón y la Re-

    pública de Corea. En

    Singapur, Tailandia y

    otros mercados asiáticos

    en los que existían con-

    diciones previas favora-

    bles para la inversión en

    robótica han sufrido un

    paro, al menos, tempo-

    ralmente. En Australia el

    mercado bajó un 34%.

    En general, han aumen-

    tado las ventas anuales

    desde que los robots in-

    dustriales empezaron a

    ser presentados a las in-

    dustrias a finales de los

    años sesenta. Sin em-

    bargo, muchos de los pri-

    meros robots están ahora fuera de

    servicio. La cantidad de robots in-

    dustriales en funcionamiento real es,

    por consiguiente, más baja. La IFR

    estima el número mundial de robots

    industriales operacionales al final de

    1998 en 720.000 unidades, compa-

    rado con 700.000 unidades al final

    de 1997, lo que representa un au-

    mento del 3%.

    Japón se considera que cuenta

    con más de la mitad de los robots

    operacionales del mundo. Su pro-

    porción, sin embargo, está disminu-

    yendo continuamente. En 1998, la

    operación de robots en Japón se

    desplomó en número absoluto.

    Sin embargo, la tendencia mun-

    dial para el siglo 21 es bastante in-

    ciertta; como era lógico de esperar,

    en América latina comenzó a crecer

    el número de robots en operación a

    partir del 2004 impulsado por aplica-

    ciones industriales y de domótica,

    pero este aumento no se vió refleja-

  • Saber Electrónica

    Artículo de Tapa do significativamente en mercados

    industrializados (llamados del primer

    mundo) aunque en tecnología los

    principales adelantos se han dado

    en estos países. Sería muy arriesga-

    do arrojar cifras que indiquen lo que

    sucederá de aquí en más.

    Aclaramos que el texto que aca-

    bamos de presentar en esta lección

    es una adaptación del trabajo reali-

    zado por el Dr. Víctor R. González

    Fernández, Profesor de Tecnología,

    Dr. en Física, Ingeniero Téc. de Tele-

    comunicaciones, Investigador de la

    Universidad de Valladolid, y que Ud.

    puede bajar más información del te-

    ma de la página:

    http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01

    Control para Etapas

    de Potencia por PC Por Pablo Canello

    www.pablin.com.ar

    A la hora de tener que seleccio-

    nar un proyecto a ser publicado en

    esta lección “presentación”, nos in-

    clinamos por un cir-

    cuito perteneciente

    a Pablo Canello y

    obtenido de www-

    .pablin.com.ar.

    Se trata de un

    control de potencia

    por computadora

    que puede ser em-

    pleado en diferen-

    tes proyectos de

    Robótica, tal como

    indicaremos en otras ediciones de

    Saber Electrónica.

    Es importante destacar la acti-

    tud de los responsables del sitio

    “Pablín”, quienes se mostraron muy

    receptivos cuando les solicitamos

    poder tomar material de su página

    para la elaboración de notas a ser

    publicadas en nuestra querida re-

    vista y así compartirlas con nues-

    tros lectores. La respuesta de Car-

    la, una de las responsables del sitio

    fue la siguiente:

    “Nosotros creemos que el cono-

    cimiento no tiene autor ni propiedad,

    se lo tiene o no se lo tiene y si se lo

    tiene hay que ser lo suficientemente

    responsable para utilizarlo correcta-

    mente. Basándonos en nuestra pro-

    pia filosofía no veo problema alguno

    para autorizarte a utilizar nuestros

    contenidos en la revista. Sabemos

    que es una publicación muy difundi-

    da y eso vale y mucho. Conversan-

    do con Pablo me comentaba acerca

    de las diferencias (a nivel contenido)

    con respecto a publicaciones de re-

    nombre internacional. Ellos siempre

    están innovando con contenido mi-

    crocontrolado y aquí sólo material

    555 y 4017. Esto puede cambiar y

    para bien de los lectores de estas la-

    titudes. Si le parece bien podríamos

    colaborar con ustedes haciendo una

    nota especial sobre automatismos

    de lavadoras con PIC, dándole for-

    ma publicable a la nota actualmente

    disponible en nuestro sitio. Sería pa-

    ra nosotros un placer colaborar con

    vuestra publicacion de forma desin-

    teresada.

    Nosotros, paralelamente al sitio

    Web Pablin, tenemos dos activida-

    des más: Capacitación y Desarro-

    llos. En el área de capacitación sur-

    gen proyectos cada cuatro meses

    que serían publicables en la revista

    y que captarían el interes del públi-

    co, por ejemplo: “en este cuatrimes-

    tre que terminó los alumnos crearon

    un módulo universal de control para

    equipos de aire acondicionado con-

    trolado por PIC”. Un sistema que na-

    da tiene que envidiarle a los siste-

    mas convencionales (con LCD, tres

    sensores térmicos, timer, protector

    de compresor, etc). Nosotros no le

    vamos a pedir dinero alguno por es-

    ta colaboración, lo único que si qui-

    sieramos es que en cada nota se

    haga mención de la fuente, algo asi

    como: “obtenido de www.pablin.co-

    m.ar”. Algo a tener en cuenta, es

    que los códigos fuentes y los archi-

    vos compilados deben ser provistos

    al lector de forma gratuita. Tiene que

    ser posible para quien sepa hacerlo

    acceder al proyecto en su totalidad”.

    Compartimos en todo los dichos

    de Carla y nostros también nos po-

    nemos a su disposición para com-

    partir conocimientos con toda la co-

    munidad Electrónica.

    Dicho ésto, vamos a la explica-

    ción del Control de Potencia:

    El circuito, mostrado en la figura

    22, permite conectar hasta cuatro

    módulos de control de potencia a un

    mismo puerto paralelo del PC. Dicho

    puerto no necesariamente debe ser

    bidireccional, por lo que cualquier

    PC, por más antiguo

    que sea, servirá para

    controlar este siste-

    ma.

    Si bien a simple vista

    el circuito parece de-

    masiado complejo,

    en verdad no lo es.

    Veamos detallada-

    mente su funciona-

    miento: Cada integra-

    do es un latch octal,

    éstos sirven para retener un dato

    (presente en su entrada) en su sali-

    da solo cuando una señal específica

    se presente. Para hacerlo más sim-

    ple: Los pines 2 al 9 de cada integra-

    do son las entradas de datos, los pi-

    nes 12 al 19 son las salidas, el pin

    11 se denomina en inglés Latch

    Saber Electrónica

    http://cfievalladolid2.net/tecno/cyr_01http://www.pablin.com.ar/http://www.pablin.com.ar/http://www.pablin.co-/