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Cobot

Un cobot , o robot colaborativo , es un robot destinado a la interacción directa entre humanos y robots dentro de un espacio compartido, o donde los humanos y los robots están muy cerca. Las aplicaciones de cobots contrastan con las aplicaciones de robots industriales tradicionales en las que los robots están aislados del contacto humano o los humanos están protegidos por chalecos tecnológicos robóticos . [1] [2] La seguridad de los cobots puede depender de materiales de construcción livianos, bordes redondeados y una limitación inherente de velocidad y fuerza, o de sensores y software que garanticen un comportamiento seguro. [3] [4]

Gracias a sensores y otras características de diseño, como materiales livianos y bordes redondeados, los robots colaborativos (cobots) pueden interactuar de manera directa y segura con los humanos.

La Federación Internacional de Robótica (IFR), [5] una asociación industrial global de fabricantes de robots y asociaciones nacionales de robots, reconoce dos grupos principales de robots: robots industriales utilizados en automatización y robots de servicio para uso doméstico y profesional. Los robots de servicios podrían considerarse cobots, ya que están destinados a trabajar junto con los humanos. Los robots industriales tradicionalmente han trabajado separados de los humanos detrás de vallas u otras barreras protectoras, pero los cobots eliminan esa separación.

Los cobots pueden tener muchos usos, desde robots de información en espacios públicos (un ejemplo de robots de servicios), [6] robots logísticos que transportan materiales dentro de un edificio, [7] hasta robots industriales que ayudan a automatizar tareas poco ergonómicas o inseguras, como ayudar a las personas a moverse. piezas pesadas, u operaciones de alimentación o montaje de máquinas.

El IFR define cuatro niveles de colaboración entre robots industriales y trabajadores humanos: [8]

En la mayoría de las aplicaciones industriales de los cobots actuales, el cobot y el trabajador humano comparten el mismo espacio pero completan tareas de forma independiente o secuencial (coexistencia o colaboración secuencial). La cooperación o la colaboración responsiva son actualmente menos comunes.

Historia

Los cobots fueron inventados en 1996 por J. Edward Colgate y Michael Peshkin, [9] profesores de la Universidad Northwestern . Su patente estadounidense titulada "Cobots" [10] describe "un aparato y método para la interacción física directa entre una persona y un manipulador de propósito general controlado por una computadora". La invención fue el resultado de una iniciativa de General Motors de 1994 dirigida por Prasad Akella del Centro de Robótica de GM y una subvención de investigación de la Fundación General Motors de 1995 destinada a encontrar una manera de hacer robots o equipos similares a robots lo suficientemente seguros para trabajar en equipo con personas. [11]

Los primeros cobots garantizaban la seguridad humana al no tener una fuente interna de fuerza motriz . [12] En cambio, la fuerza motriz fue proporcionada por el trabajador humano. [13] La función del cobot era permitir el control del movimiento por computadora, redirigiendo o dirigiendo una carga útil, de manera cooperativa con el trabajador humano. Más tarde, los cobots también proporcionaron cantidades limitadas de fuerza motriz. [14] General Motors y un grupo de trabajo de la industria utilizaron el término Dispositivo de asistencia inteligente (IAD) como alternativa al cobot, que se consideraba demasiado asociado con la empresa Cobotics. En ese momento, la demanda del mercado de dispositivos de asistencia inteligentes y la norma de seguridad "Dispositivos de asistencia inteligentes T15.1 - Requisitos de seguridad del personal" [15] era mejorar el manejo de materiales industriales y las operaciones de ensamblaje de automóviles. [dieciséis]

Cobotics, [17] una empresa fundada en 1997 por Colgate y Peshkin, produjo varios modelos de cobots utilizados en el ensamblaje final de automóviles [18] [14] Estos cobots eran de tipo IFR Responsive Collaboration utilizando lo que ahora se llama "Hand Guided Control". La empresa fue adquirida en 2003 por Stanley Assembly Technologies.

KUKA lanzó su primer cobot, el LBR 3, en 2004. [12] Este robot ligero controlado por ordenador fue el resultado de una larga colaboración con el instituto del Centro Aeroespacial Alemán . [19] KUKA perfeccionó aún más la tecnología y lanzó el KUKA LBR 4 en 2008 y el KUKA LBR iiwa en 2013. [20]

Universal Robots lanzó su primer cobot, el UR5, en 2008. [21] Este cobot podía operar de forma segura junto a los empleados, eliminando la necesidad de jaulas o vallas de seguridad. El nuevo robot ayudó a iniciar la era de los robots colaborativos flexibles, fáciles de usar y rentables. [12] En 2012, Universal Robots lanzó el cobot UR10, [22] y en 2015 lanzaron el UR3, más pequeño y con menor carga útil.

Rethink Robotics lanzó un cobot industrial, Baxter , en 2012 [23] y un robot colaborativo más pequeño y rápido, Sawyer, en 2015, diseñado para tareas de alta precisión.

De 2009 a 2013, cuatro robots CoBot, que fueron diseñados, construidos y programados por el grupo de investigación CORAL de la Universidad Carnegie Mellon , registraron más de 130 kilómetros de viajes autónomos dentro de edificios. [24]

FANUC [25] lanzó su primer robot colaborativo en 2015: el FANUC CR-35iA [26] con una pesada carga útil de 35 kg. [27] Desde entonces, FANUC ha lanzado una línea más pequeña de robots colaborativos que incluye FANUC CR-4iA, CR-7iA y la versión de brazo largo CR-7/L. [28]

ABB lanzó YuMi en 2015, [29] el primer robot colaborativo de doble brazo. En febrero de 2021 lanzaron GoFa, [30] que tenía una carga útil de 5 kg.

En 2019, Universal Robots era el líder del mercado, seguido de Techman Robot Inc. [31] Techman Robot Inc. es un fabricante de cobots fundado por Quanta en 2016. Tiene su sede en el parque tecnológico Hwa Ya de Taoyuan.

En 2020, el mercado de cobots industriales tuvo una tasa de crecimiento anual del 50 por ciento. [12]

En 2023, Gautam Siwach y Cheryl Li muestran aplicaciones transformadoras del procesamiento del lenguaje natural para mejorar la comunicación entre humanos y robots colaborativos ( UR3e ). [32]

En 2024, Qviro [33] registra 206 Cobots de 78 marcas en el mercado.

Normas y directrices

RIA BSR/T15.1, un borrador de norma de seguridad para dispositivos de asistencia inteligentes, fue publicado por la Robotic Industries Association , un grupo de trabajo de la industria en marzo de 2002. [34]

El estándar de seguridad para robots (ANSI/RIA R15.06) se publicó por primera vez en 1986, después de 4 años de desarrollo. Se actualizó con ediciones más recientes en 1992 y 1999. En 2011, ANSI/RIA R15.06 se actualizó nuevamente y ahora es un adopción nacional de las normas de seguridad combinadas ISO 10218-1 e ISO 10218-2. Las normas ISO se basan en ANSI/RIA R15.06-1999. ISO TC299 WG3 desarrolló un documento complementario y lo publicó como Especificación Técnica ISO, ISO /TS 15066:2016. Esta especificación técnica cubre la robótica colaborativa: requisitos de los robots y las aplicaciones integradas. [35] ISO 10218-1 [36] contiene los requisitos para robots, incluidos aquellos con capacidades opcionales para permitir aplicaciones colaborativas. ISO 10218- 2:2011 [37] e ISO/TS 15066 [38] contienen los requisitos de seguridad para aplicaciones de robots colaborativos y no colaborativos. Técnicamente, la aplicación de robot <colaborativa> incluye el robot, el efector final (montado en el brazo del robot o manipulador para realizar tareas que pueden incluir manipular o manipular objetos) y la pieza de trabajo (si se manipula un objeto).

La seguridad de una aplicación de robot colaborativo es el problema ya que NO existe un término oficial de "cobot" (dentro de la estandarización de robots). Cobot se considera un término de ventas o marketing porque la aplicación determina "colaborativo". Por ejemplo, un robot que empuña una herramienta de corte o una pieza de trabajo afilada sería peligroso para las personas. Sin embargo, el mismo robot que clasifica los chips de espuma probablemente sería seguro. En consecuencia, la evaluación de riesgos realizada por el integrador de robots aborda la aplicación (uso) prevista. ISO 10218 Partes 1 y 2 se basan en la evaluación de riesgos (según ISO 12100). En Europa se aplica la Directiva sobre máquinas , aunque el robot en sí mismo es una máquina parcial. El sistema robótico (robot con efector final) y la aplicación del robot se consideran máquinas completas. [39] [40]

Ver también

https://optimo.ee/products/screwdrivers/ Destornilladores Cobot

Referencias

  1. ^ "Yo, Cobot: futura colaboración entre el hombre y la máquina". El fabricante . Consultado el 18 de enero de 2024 .
  2. ^ Vincent, James (21 de enero de 2019). "Los trabajadores de los almacenes de Amazon están recibiendo cinturones de herramientas que protegen a los robots". El borde . Consultado el 18 de enero de 2024 .
  3. ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 23 de agosto de 2019 . Consultado el 23 de agosto de 2019 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )
  4. ^ ISO 10218-1:2011, ISO 10218-2:2011, ISO/TS 15066:2015
  5. ^ ifr.org
  6. ^ "OSHbots de Lowe's Innovation Labs". YouTube .
  7. ^ "Robots móviles para la atención sanitaria: farmacia, laboratorio, nutrición y SVE".
  8. ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 23 de agosto de 2019 . Consultado el 23 de agosto de 2019 .{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )
  9. ^ "Ventaja mecánica: dos ingenieros de la Universidad Northwestern están desarrollando cobots, máquinas que, a diferencia de los robots, cooperan con los trabajadores sin desplazarlos". Tribuna de Chicago . 11 de diciembre de 1996.
  10. ^ "Cobots" Patente estadounidense 5.952.796, presentada en 1997
  11. ^ Teresko, John (21 de diciembre de 2004). "¡Aquí vienen los Cobots!". Semana de la Industria .
  12. ^ abcd Mano, Sophie (26 de febrero de 2020). "Una breve historia de los robots colaborativos". www.mhlnews.com . Consultado el 13 de mayo de 2022 .
  13. ^ Peshkin, MA; Colgate, JE; Wannasuphoprasit, W.; Moore, California; Gillespie, RB; Akella, P. (2001). "Arquitectura cobot". Transacciones IEEE sobre robótica y automatización . 17 (4): 377–390. doi : 10.1109/70.954751. S2CID  13335845. Archivado desde el original el 2 de junio de 2020 . Consultado el 16 de octubre de 2021 .
  14. ^ ab "Una historia de los robots colaborativos: de los asistentes de elevación inteligentes a los cobots" Engineering.com, 28 de octubre de 2016
  15. ^ Publicado en marzo de 2002 por la Asociación de Industrias Robóticas.
  16. ^ Conferencia internacional "Cobots para la línea de montaje de automóviles" sobre robótica y automatización, Detroit, MI, 1999, págs.
  17. ^ "Stanley pasa al manejo de materiales con la adquisición de Cobotics". Grúas hoy . 2 de abril de 2003.
  18. ^ "Dispositivos de asistencia inteligentes: tecnología revolucionaria para la manipulación de materiales" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 5 de enero de 2017 . Consultado el 29 de mayo de 2016 .
  19. ^ "Robot ligero DLR III". Archivado desde el original el 14 de noviembre de 2016 . Consultado el 16 de septiembre de 2016 .
  20. ^ "Historia del DLR LWR". 2018-03-17.
  21. ^ "Una breve historia de los robots colaborativos" Engineering.com, 19 de mayo de 2016
  22. ^ "Brazo robótico industrial colaborativo UR10 - Carga útil de hasta 10 kg". www.universal-robots.com .
  23. ^ Documento técnico SAE "Modelado cinemático, validación y representación reconfigurable de Baxter" 2016-01-0334, 2016
  24. ^ Biswas, Joydeep; Veloso, Manuela M. (2013). "Localización y navegación de los CoBots durante implementaciones a largo plazo". Revista Internacional de Investigación en Robótica . 32 (14): 1679–1694. doi :10.1177/0278364913503892. S2CID  2152887.
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  29. ^ "Hitos históricos de ABB". Archivado desde el original el 25 de marzo de 2016 . Consultado el 29 de agosto de 2019 .
  30. ^ "GoFa™ CRB 15000 Llega lejos con tu nueva mano amiga". Grupo ABB mundial . Consultado el 26 de noviembre de 2021 .
  31. ^ Huang, Elaine. "Este robot fabricado en Taiwán está atrayendo la atención internacional". english.cw.com.tw . Commonwealth . Consultado el 8 de julio de 2020 .
  32. ^ Siwach, Gautam; Li, Cheryl (12 de diciembre de 2023). "Mejora de la interacción del cobot humano mediante el procesamiento del lenguaje natural". 2023 IEEE 4ª Conferencia Internacional Multidisciplinaria sobre Tecnología de Ingeniería (IMCET) . IEEE. págs. 21-26. doi :10.1109/IMCET59736.2023.10368263. ISBN 979-8-3503-1382-6. S2CID  266600549.
  33. ^ "Reseñas, precios, casos de uso, comparación y descripción general de robótica industrial". QVIRO . Consultado el 19 de febrero de 2024 .
  34. ^ Asociación de Industrias Robóticas, BSR/T15.1 de marzo de 2020
  35. ^ "ISO/TS 15066:2016 - Robots y dispositivos robóticos - Robots colaborativos". www.iso.org .
  36. ^ ISO 10218-1:2011 Robots y dispositivos robóticos - Requisitos de seguridad para robots industriales - Parte 1: Robots. Organización Internacional de Normalización (ISO)
  37. ^ ISO 10218-2:2011 Robots y dispositivos robóticos - Requisitos de seguridad para robots industriales - Parte 2: Sistemas robóticos e integración. Organización Internacional de Normalización (ISO)
  38. ^ ISO/TS 15066:2016 Robots y dispositivos robóticos - Robots colaborativos. Organización Internacional de Normalización (ISO)
  39. ^ Directiva de máquinas
  40. ^ Guía de la Directiva de Máquinas

enlaces externos