Cobots

Un robot colaborativo (cobot) puede trabajar conjuntamente con seres humanos a través de interacción directa, sin las barreras de protección convencionales. Las ventajas de la interacción directa entre seres humanos y cobots son:

• Ejecución de tareas complejas de manera segura
• Alta calidad de producción
• Enseñanza y programación de cobots de manera fácil e intuitiva

El concepto de cobots, o "dispositivos de asistencia inteligentes", surgió a mediados de la década de los 90 en proyectos de investigación y empresas de la industria de la automoción, donde los cobots proporcionaban la capacidad para mover objetos pesados bajo control humano a través de interfaces directas. Estos sistemas garantizaban el uso seguro de las prestaciones de asistencia de los cobots. A lo largo de los años, se han desarrollado cobots para realizar tareas como:

• Pick-and-place
• Inspección de calidad
• Montaje y acabado de transporte de última milla

¿Por qué utilizar cobots?

En la automatización industrial convencional, los robots se deben mantener alejados de los seres humanos para garantizar la fiabilidad de sus funcionalidades y evitar daños físicos a los operadores humanos. En estos sistemas, los robots operan en áreas sin presencia humana, o dentro de armazones.

Automatización flexible

Restringir a los robots en armazones limita sus capacidades. Hoy en día, el mercado comercial exige personalización y tiempos de entrega acelerados. Estas exigencias han creado interés en sistemas de fabricación flexibles y polivalentes a través de la colaboración entre seres humanos y robots que no pongan en peligro a los operadores. En la automatización flexible y colaborativa, los cobots aumentan y mejoran las aptitudes humanas aportando potencia, precisión y análisis de datos, lo que representa valor agregado para los usuarios finales de cobots. El desarrollo de cobots tiene como objetivos:

• Coexistencia: espacio de trabajo compartido con trabajadores humanos para optimizar procesos
• Colaboración: automatización flexible para diversas tareas con participación humana

Sistemas de seguridad

Las barreras de seguridad suponen un obstáculo tecnológico que dificulta una mayor adopción de los robots. Los cobots están diseñados para cumplir los requisitos de seguridad con seguridad intrínseca que permite una interacción segura entre el cobot y los objetos de su espacio de trabajo (norma ISO 10218-1). Los cobots reducen la inercia cuando se exponen a posibles colisiones e incluyen componentes compatibles tales como sensores de par motor articulares para absorber la energía de colisiones no deseadas. Además, los desarrolladores de cobots emplean una gran variedad de sensores externos (cámaras, láser, sensores de profundidad, entre otros) y fusionan los datos capturados para reconocer fiablemente la proximidad y los gestos de robots y seres humanos.

Algoritmos avanzados para autonomía

Se necesitan algoritmos avanzados para que los cobots alcancen su gran potencial de fabricación en entornos de producción de gran variedad y bajo volumen. Los cobots deben ser capaces de desempeñarse en situaciones desconocidas sin instrucciones explícitas. El algoritmo planificador de trayectorias del cobot permite alcanzar una posición objetivo en entornos conocidos, y los algoritmos de prevención de colisiones generan un comportamiento reactivo en entornos dinámicos, que se basa en el conocimiento del entorno actual proporcionado por sensores a medida que el cobot se desplaza.

Si utiliza MATLAB^® y Simulink^® para desarrollar aplicaciones de cobots para robots manipuladores y robots móviles autónomos (RMA), puede:

• Diseñar y verificar sistemas de cobots con herramientas de modelado multidominio basadas en la física
• Utilizar modelos de sensores, tales como cámaras, LiDAR e IMU, para prototipar cómo un cobot detecta un entorno
• Conectar y controlar cobots de Kinova y Universal Robots con MATLAB
• Diseñar un solver de cinemática inversa, configuraciones y waypoints para aplicaciones de cobots
• Diseñar, realizar iteraciones y optimizar la planificación de trayectorias y los controladores de los cobots
• Modelar la lógica de sistemas y evaluar los algoritmos autónomos para aplicaciones de cobots
• Generar código de producción automáticamente para desplegarlo en controladores de cobots y equipos integrados
• Validar los requisitos de diseño, generar automáticamente casos de prueba de cobertura de modelos y mejorar la calidad de los diseños a lo largo de todo el proceso de desarrollo
• Generar informes y artefactos necesarios para obtener certificación conforme a estándares de la industria tales como IEC 61508, ISO 26262 y DO-178