Descripción del proyecto
La tolerancia a fallas de robots industriales es de gran relevancia en aquellos procesos que requieren asegurar el funcionamiento continuo y evitar que eventuales fallas terminen en daños al proceso y/o pérdidas humanas y/o materiales.
La incorporación de sistemas robotizados en el desarrollo de procesos industriales ha generado un gran aumento en la productividad, el rendimiento y la calidad de los productos. En la actualidad, existe un creciente número de empresas de los más diversos rubros que emplean robots industriales como parte de sus sistemas automatizados; además, en todas las áreas de la producción industrial hay procesos susceptibles de ser automatizados y/o robotizados, y cada vez más los desarrolladores están generando soluciones para abordar las distintas problemáticas.
Sin embargo, en la medida que los avances tecnológicos permiten un mayor nivel de automatización, la complejidad de los sistemas también aumenta con el mayor número de componentes y, por consiguiente, incrementando la probabilidad de fallas o funcionamientos anómalos. Por lo tanto, si un robot industrial, como los comercialmente disponibles al día de hoy, presenta una falla en un motor su respectiva articulación se bloquea quedando sub-actuada y/o sin control alguno (articulación libre). Por lo tanto, el robot pierde la movilidad y/o control de dicha articulación. Esto puede resultar en situaciones de gran riesgo para los operadores, incluso pérdidas humanas, dificultades para los usuarios, detención del proceso industrial, pérdidas económicas, etc.
Pese a lo anterior, en el mercado comercial no se encuentran soluciones efectivas para liberar al ser humano de estas labores debido, principalmente, a la ocurrencia de fallas en los robots industriales, lo cual, pese al mantenimiento preventivo tradicional, reduce el grado de confiabilidad del funcionamiento ininterrumpido de dichos robots disminuyendo, a su vez, las posibilidades de liberación de los seres humanos de condiciones hostiles de trabajo.
Este proyecto es liderado por la Universidad de Santiago de Chile que, a través de sus académicos e investigadores, ha potenciado el diseño de ambientes de simulación para el desarrollo de sistemas de control tolerantes a fallas. Para esto, han desarrollado e implementado modelos matemáticos, simuladores gráficos e Interfaces Humano-Máquina para cada uno de estos sistemas.
Por otra parte, han diseñado e implementado varios tipos de robots como: manipuladores, bípedos, móviles, zoomórficos e híbridos. Han diseñado e implementado leyes de control tanto para robots manipuladores de tipo SCARA clásicos como redundantes. También han realizado modelación, simulación y control de robots industriales redundantes con tolerancia a fallas empleando de diversas leyes de control. Gracias al diseño e implementación de sistemas de control tolerantes a fallas activos, han logrado que estos robots continúen realizando las tareas que se les asignan, pese a la ocurrencia de fallas en sus actuadores.
Dr. Claudio Urrea
Director del proyecto
Dr. John Kern
Director alterno