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Robots: cómo elegir el correcto

Disponibles en una gama de capacidades de rendimiento y precios, los robots se están volviendo ubicuos en todo tipo de operaciones de producción. Comprender las capacidades de cada tipo de robot es clave para tomar la mejor decisión para su negocio.

Robots: cómo elegir el correcto
Kevin Tardif, especialista en desarrollo empresarial de Festo

Por Kevin Tardif

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Durante medio siglo, la imagen del gran robot articulado de seis ejes soldando cuerpos de automóviles y camiones se ha fijado en la imaginación popular. Los robots se utilizan en sectores tan diversos como el cuidado de la salud, alimentos y bebidas, fabricación de acero y almacenamiento, siempre que existan tareas repetitivas o desafiantes desde el punto de vista ambiental o ergonómico que se puedan realizar de manera más rápida, más confiable y / o más rentable. Hoy, los robots incluso están ensamblando nuevos robots.

Los robots vienen con uno a siete ejes, cada eje proporciona un grado de libertad. Un p√≥rtico cartesiano de dos ejes generalmente se traza en los ejes X-Y o Y-Z. Un robot de tres ejes tiene tres grados de libertad y realiza sus funciones a trav√©s de los ejes X-Y-Z. Estos peque√Īos robots tienen una forma r√≠gida y no pueden inclinarse ni rotarse por s√≠ mismos, aunque pueden tener herramientas adjuntas que pueden girar o rotar o adaptarse a la forma de una peque√Īa carga √ļtil. Los robots de cuatro y cinco ejes tienen flexibilidad adicional para rotar e inclinar. Un robot articulado de seis ejes tiene seis grados de libertad: la flexibilidad para mover objetos en cualquier direcci√≥n o rotarlos en cualquier orientaci√≥n. Estos robots de seis ejes generalmente se eligen cuando una aplicaci√≥n requiere una manipulaci√≥n compleja de un objeto grande o pesado. Los robots de siete ejes son capaces de orientaciones adicionales para maniobrar herramientas en espacios reducidos. Pueden operar m√°s cerca de la pieza de trabajo que otros robots articulados para un ahorro potencial de espacio.

Robots articulados

La popularidad de los robots articulados de seis y siete ejes refleja la gran flexibilidad que permiten los seis grados de libertad. Son f√°ciles de programar, vienen con su propio controlador y las secuencias de movimiento y la activaci√≥n de E / S se pueden programar a trav√©s de una consola de aprendizaje f√°cil de usar. Pueden tener un alcance sustancial, m√°s de tres metros con ciertos modelos. Esta gama de tama√Īos hace que los robots articulados sean adecuados para una gran cantidad de industrias y aplicaciones que implican la fabricaci√≥n o el movimiento de materiales o productos terminados.

Robots: c√≥mo elegir el correctoEjemplo de un robot articuladoPor dise√Īo, el robot articulado ocupa espacio y huella que no puede utilizarse para otros fines. Tambi√©n tiene singularidades, es decir, ubicaciones y orientaciones en el espacio circundante al que no puede acceder. Estas limitaciones espaciales requieren precauciones de seguridad m√°s complejas ya que el robot a menudo se utilizar√° en zonas donde los trabajadores est√°n presentes.

Robots cartesianos

Un robot cartesiano, o lineal, es t√≠picamente un robot de menor costo que consiste en un conjunto de actuadores lineales y / o actuadores rotativos en el extremo del brazo para aplicaciones 3D. Estos robots son muy adaptables y f√°ciles de instalar y mantener. Los trazos y tama√Īos de cada eje se pueden personalizar para la aplicaci√≥n. Su alcance y carga √ļtil son independientes entre s√≠, no entrelazados. El eje lineal viene en varios dise√Īos que lo adaptan a√ļn m√°s a la funci√≥n que realiza.

Robots: cómo elegir el correctoEjemplo de robot cartesiano.La principal limitación del robot cartesiano es la inflexibilidad comparativa. Puede acomodar fácilmente el movimiento lineal en tres ejes y la rotación alrededor de un cuarto eje. Sin embargo, uno tiene que agregar un controlador de movimiento para realizar la rotación alrededor de más de un eje. Los robots cartesianos rara vez se usan en situaciones de lavado, ya que no proporcionan protección suficiente contra la entrada de agua. Además, se requiere precisión y minuciosidad en la instalación: cada eje debe alinearse cuidadosamente y la planitud de la superficie debe ser adecuada, especialmente en sistemas más grandes.

Robots SCARA

Robots: c√≥mo elegir el correctoEjemplo de robot SCARA.Los robots SCARA est√°n dise√Īados para aplicaciones de servicio ligero. Son una versi√≥n simplificada de robots articulados, y su simplicidad y peque√Īo tama√Īo hacen que sean f√°ciles de integrar en l√≠neas de montaje. Los robots SCARA pueden lograr tiempos de ciclo bastante impresionantes, con alta precisi√≥n. Son expertos en funciones como insertar componentes en espacios con tolerancias estrictas, manteniendo su rigidez en tales movimientos, lo que los convierte en una opci√≥n rentable para muchas aplicaciones de recogida y colocaci√≥n, as√≠ como para el manejo de piezas peque√Īas.

Robots delta

El robot delta es famoso por su velocidad, con capacidades de selección de hasta 300 / min. Su tipo de montaje lo coloca por encima de la zona de trabajo, lo que limita la pérdida de huella. A menudo se combina con un sistema de visión para recoger piezas colocadas al azar en aplicaciones complejas de clasificación y empaque. Al igual que los robots articulados y SCARA, generalmente contará con una consola de aprendizaje para una fácil programación. Los robots Delta a menudo se usan en aplicaciones de producción de alimentos, pero, al igual que los robots cartesianos, pueden requerir blindaje adicional o separación del ambiente.

Robots colaborativos

Los robots colaborativos, o cobots, son un desarrollo relativamente reciente con un futuro prometedor para hacer posible la interacci√≥n segura hombre-m√°quina. Al permitir una colaboraci√≥n directa entre un trabajador y un robot, est√°n agregando una dimensi√≥n a nuestra comprensi√≥n de c√≥mo se puede integrar la automatizaci√≥n en la industria. Un cobot puede ser un robot articulado, cartesiano, SCARA o delta. Aunque, hasta la fecha, la mayor√≠a se clasificar√≠a como articulado. Vienen con una capacidad de carga √ļtil de 4-35 kg, aumentando de tama√Īo y alcanzando (tambi√©n el precio) en consecuencia. Hay modelos con hasta siete ejes; este √ļltimo puede realizar tareas que son particularmente desafiantes ergon√≥micamente. Los Cobots incluso se est√°n utilizando como robots de l√≠nea de producci√≥n independientes.

Haciendo su elección

Al abordar una inversión en robótica, uno debe considerar todos los aspectos de una aplicación antes de hacer una selección final. Estos son algunos de los factores más importantes a tener en cuenta:

¬∑        El alcance y la carga √ļtil deben ser los primeros criterios considerados en el proceso de selecci√≥n de su robot, ya que estos factores pueden acortar inmediatamente la lista de opciones adecuadas. Por ejemplo, una carga grande y pesada descartar√≠a cualquier consideraci√≥n de tecnolog√≠as de manejo livianas. Por otro lado, si el alcance es largo pero el peso de la carga √ļtil es bajo, un robot cartesiano de menor costo podr√≠a ser suficiente.

¬∑         Flexibilidad. En una aplicaci√≥n que requiere cinco o seis grados de libertad, un robot articulado puede ser la √ļnica soluci√≥n viable. Si es as√≠, una opci√≥n para el negocio sensible al precio que requiere uno o dos robots podr√≠a ser unidades reutilizadas (usadas). Sin embargo, para aplicaciones m√°s simples, como posicionamiento y carga de piezas peque√Īas, inserci√≥n electr√≥nica de piezas y carga de cajas y m√°quinas herramienta, cualquier aplicaci√≥n donde dos o tres ejes sean suficientes, ¬Ņpor qu√© pagar m√°s ejes de los que requiere la aplicaci√≥n?

¬∑         Velocidad. ¬ŅRequiere la aplicaci√≥n una alta tasa de selecci√≥n, como la de un robot delta, o ser√≠a suficiente una menor tasa de selecci√≥n de p√≥rtico cartesiano o robot SCARA?

¬∑         Espacio y huella. Cada vez m√°s, las huellas de m√°quinas y l√≠neas de producci√≥n son preocupaciones clave de planificaci√≥n. El espacio en el piso es costoso, y las empresas quieren optimizar el dise√Īo de su planta. Los robots cartesianos y delta proporcionan una clara ventaja sobre las otras tecnolog√≠as, ya que solo se pierde espacio vertical, que generalmente es menos cr√≠tico.

¬∑         Ingenier√≠a y Desarrollo de Proyectos. El tiempo y los gastos de dise√Īo, montaje, instalaci√≥n y puesta en servicio deben tenerse en cuenta en el coste comparativo, especialmente incorporando un robot en una m√°quina o sistema m√°s grande. Los retrasos en la recepci√≥n y montaje del robot podr√≠an retrasar todo el proyecto.

¬∑         Mantenibilidad, reparabilidad y disponibilidad. El tiempo de inactividad no programado es la pesadilla de cada gerente de producci√≥n. Los robots deber√≠an ser relativamente f√°ciles de mantener y reparar.

¬∑         La estandarizaci√≥n dentro de una empresa o industria podr√≠a ser una consideraci√≥n v√°lida por motivos comerciales, incluso si el robot seleccionado no es el m√°s adecuado o incluso el m√°s barato, pero capaz de hacer el trabajo. A veces, el camino bien recorrido demostrar√° ser el de menor resistencia (y riesgo).

La proliferaci√≥n de tecnolog√≠as de robots ha permitido a las empresas de todos los tama√Īos acceder a los beneficios de la automatizaci√≥n. El mejor robot para usted suele ser el que mejor se adapte a su aplicaci√≥n, no solo para lograr las ganancias de productividad de la inversi√≥n y satisfacer los requisitos t√©cnicos de la aplicaci√≥n, sino tambi√©n desde el punto de vista de cuestiones relacionadas como la seguridad de la planta, la utilizaci√≥n del espacio y, por supuesto, el costo inicial y el soporte postventa.