Según P. Labat, el general de Gennes construyó en 1688 un pavo real que caminaba y comía. Este ingenio
pudo servir de inspiración a Jacques de Vaucanson (1709-1782) para construir su increíble pato mecánico que
fue la admiración de toda Europa. Según
Sir David Brewster
en un escrito de 1868, describe este pato
diciendo que es "la pieza mecánica más maravillosa que se haya hecho". El pato alargaba su cuello para tomar
el grano de la mano y luego lo tragaba y lo digería. Podía beber, chapotear y graznar, y también imitaba los
gestos que hace un pato cuando traga con precipitación. Los alimentos los digería por disolución y se
conducía por unos tubos hacia el ano, donde había un esfínter que permitía evacuarlos.
Vaucanson también construyo varios muñecos animados, entre los que destaca un flautista capaz de tocar
melodías. El ingenio consistía en un complejo mecanismo de aire que causaba el movimiento de dedos y
labios, como el funcionamiento normal de una flauta. Por instigación de Luis XV, intento construir un modelo
con corazón, venas y arterias, pero murió antes de poder terminar esta tarea.
Figura 25. Pato de Vaucanson.
También construyo muchos objetos útiles para la industria como una silla para los tejedores, pero eso
suscito el disgusto de los manufactureros de seda franceses, quienes lo amenazaron de muerte.
El relojero suizo Pierre Jaquet Droz (1721-1790) y sus hijos Henri-Louis y Jaquet construyeron diversos
muñecos capaces de escribir (1770), dibujar (1772) y tocar diversas melodías en un órgano (1773). Estos se
conservan en el museo de arte e Historia de Neuchâtel, Suiza.
Los Maillardet (Henri, Jean-David, Julien-Auguste, Jacques-Rodolphe) entre finales del siglo XVIII y
principios del XIX, construyen un escritor-dibujante, con la forma de un chico arrodillado con un lápiz en su
mano, escribe en inglés y en francés y dibuja paisajes. Construyen un mecanismo "mágico" que responde
preguntas y un pájaro que canta en una caja.
A finales del siglo XVIII y principios del XIX se desarrollaron algunas ingeniosas invenciones mecánicas,
utilizadas fundamentalmente en la industria textil, entre las que destacan la hiladora giratoria de Hargreaves
(1770), la hiladora mecánica de
Crompton
(1779), el telar mecánico de
Cartwrigth
(1785) y el telar de
Jacquard
(1801).
Jacquard basándose en los trabajos de Bouchon (1725), Falcon (1728) y del propio Vaucanson (1745), fue
el primero en aplicar las tarjetas perforadas como soporte de un programa de trabajo, es decir, eligiendo un
conjunto de tarjetas, se definía el tipo de tejido que se desea realizar. Estas máquinas constituyeron los
primeros precedentes históricos de las máquinas de control numérico.
Figura 26 Telar de Jacquard.
Algo más tarde que en la industria textil, se incorporan los automatismos en las industrias mineras y
metalúrgicas. El primer automatismo que supuso un gran impacto social, lo realiza Potter a principios del
siglo XVIII, automatizando el funcionamiento de una máquina de vapor del tipo Newcomen.
A diferencia de los autómatas androides los automatismos dedicados a controlar máquinas industriales
incorporan el concepto de realimentación. El ingeniero diseñador tenía una doble labor: realizar el proceso de
diseño mecánico y también desarrollar el automatismo, que en muchos casos era parte integrante de la
mecánica de la máquina.
A partir de aquí el desarrollo de los automatismos es impresionante, en muchas máquinas se utilizan
elementos mecánicos como podían ser los programadores cíclicos (organillos) en los cuales se definía la
secuencia de operaciones.
9.- Automatismos industriales.-
Los actuales sistemas de automatización industrial pueden considerarse como herederos de los autómatas
mecánicos del pasado. La definición de autómata que aparece en la real academia índica que un autómata es
una "máquina que imita la figura y los movimientos de un ser animado".
La realización física de los automatismos ha dependido continuamente del desarrollo de la tecnología
implementándose en primer lugar mediante tecnologías cableadas como la neumática, circuitos de relés
electromagnéticos, tarjetas electrónicas. En las dos últimas décadas se han abandonado las tecnologías
cableadas sustituidas por los autómatas programables.
Los sistemas de automatización industrial han recibido un gran impulso en este siglo XX sobre todo por
parte de la industria del automóvil. El término automatización fue acuñado en 1947 por Delmar S. Halder de
la compañía automovilística Ford en Detroit. Halder opina que la automatización debería ser un concepto
global que abarque todos los diseños y dispositivos realizados para conseguir una plena automatización de la
producción. Inicialmente Halder desarrolló su campaña dentro de Ford, pero se extendió por si sola al resto de
la industria americana, estableciéndose un debate sobre su aplicación en la industria y las consecuencias
sociales que esto conllevaría. Se vertieron opiniones, no sin falta de razón, de que el objetivo final era sacar al
ser humano fuera del proceso productivo, prediciendo que una gran cantidad de personas se quedaría sin
trabajo.
También se vertieron opiniones favorables dentro del campo tecnológico e industrial, donde muchos
consideraban la automatización como un concepto nuevo y revolucionario. La ciencia de la automatización
("Automatology") haría comenzar una nueva era. La automatización supondría "la segunda revolución
industrial".
La formalización del tratamiento de los automatismos es muy reciente. Históricamente se puede decir que
el tratamiento de los automatismos lógicos se ha basado en el álgebra de
Boole
y en la teoría de autómatas
finitos. No fue hasta la década de los sesenta que se dispuso de herramientas como las redes de Petri, para el
diseño y análisis de automatismos secuenciales y concurrentes.
Tecnologías cableadas:
Las primeras tecnologías disponibles para implementar controladores de sistemas de eventos discretos, se
basaban en la aplicación de tecnologías cableadas, lo que de denominaba automatismos cableados. Se
utilizaban principalmente las tecnologías neumática y electromecánica.
La tecnología neumática adquiere especial relevancia en la implementación cableada de automatismos,
además cuenta con la ventaja de que es homogénea con numerosas máquinas de producción equipadas con
cilindros neumáticos. Se debe resaltar que aunque sea una tecnología cableada, el mando neumático utiliza
secuenciadores modulares que suprimen una parte del cableado. En la actualidad en muchas máquinas
neumáticas industriales el sistema de control que sigue en activo esta integrado por circuitos neumáticos. Los
nuevos productos desarrollados incorporan como sistema de mando, en el caso de algunas máquinas
pequeñas, circuitos de relés electromagnéticos, pero la mayoría esta comandada por autómatas programables.
Los relés electromagnéticos disponen de contactos accionados por una bobina electromagnética. La puesta
en tensión de la bobina hace que los contactos conmuten debido a la fuerza electromagnética creada. Los relés
electromagnéticos pueden efectuar conmutaciones de grandes corrientes. Continúan siendo interesantes para
automatismos muy sencillos. Aunque han sido prácticamente sustituidos por autómatas programables, se
siguen utilizando alrededor de ellos en particular para realizar los circuitos de seguridad.
El desarrollo de los autómatas programables:
En las instalaciones de las fábricas de Automóviles se instalaban grandes armarios en paralelo con las
líneas de producción. Dentro de estos armarios se construía mediante circuitos de relés electromagnéticos la
inteligencia que controlaba el proceso de fabricación. Esta tecnología funcionaba y por supuesto se fabricaban
coches pero también poseía una gran problemática.
•
La tecnología cableada no era muy adecuada para implementar sistemas de control complejos.
•
Los elementos que la forman eran electromecánicos ( en el caso de los relés), lo cual implica un número
no ilimitado de maniobras (rompen) y la necesidad de implantar logísticas de mantenimiento preventivo.
•
Ofrecían una gran dificultad para la búsqueda de averías (un cable que no hace contacto sigue estando
visualmente junto al tornillo). Para facilitar la localización de averías se instalaban contactores y relés
que señalizarán los fallos.
•
A veces se debían realizar conexiones entre cientos o miles de relés, lo que implicaba un enorme
esfuerzo de diseño y mantenimiento.
•
Cuando se cambiaba el proceso de producción cambiaba también el sistema de control.
Los tiempos de parada ante cualquier avería eran apreciables. Si saltaba una parada de emergencia, se tenía
que reiniciar manualmente el sistema, dado que se perdía el estado de la producción.
A finales de los años cincuenta los fabricantes de automóviles necesitaban nuevas y mejores herramientas
de control de la producción. Los "nuevos controladores" debían ser fácilmente programables por ingenieros
de planta o personal de mantenimiento. El tiempo de vida debía ser largo y los cambios en el programa tenían
que realizarse de forma sencilla. Finalmente se imponía que trabajaran sin problemas en entornos industriales
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