Robots articulados:Guía del robot industrial más familiar

Los robots articulados son los robots industriales más utilizados en la actualidad. Descubra por qué, qué pueden hacer y cuándo debe utilizarlos.

Un robot articulado tiene juntas giratorias y puede tener hasta 10 o más ejes. Esto les da más libertad de movimiento, lo que trae consigo una gran versatilidad. Su precisión y estilo de movimiento imitan de cerca al de un brazo humano. Los robots articulados se han vuelto indispensables para la industria manufacturera. Comprendamos estos robots especializados con más detalle a través de las siguientes secciones:

• Aplicaciones estándar para robots articulados
• Industrias para robots articulados
• ¿Cuándo debería utilizar un robot articulado?
• ¿Cuánto cuestan los robots articulados?

Aplicaciones estándar para robots articulados

Los robots articulados tienen una amplia gama de capacidades en comparación con otros robots. Esto los convierte en una excelente opción para la mayoría de las aplicaciones. Las aplicaciones típicas de los robots articulados en un entorno industrial son:

• Manejo de materiales
• Soldadura
• Montaje
• Cuidado de máquinas

Manejo de materiales

La manipulación de materiales es una aplicación industrial común para los robots articulados. Puede incluir tareas como paletizado, picking and place y bin-picking. Los robots articulados son excelentes para estas aplicaciones porque se pueden escalar para manejar grandes cargas útiles y alcance. Estas aplicaciones pueden volverse rápidamente demasiado difíciles para otros tipos de robots. Por ejemplo, un robot delta puede realizar una tarea de recoger y colocar rápidamente. Pero, ¿y si la pieza es un pesado lingote de acero? De repente, esta tarea es demasiado para el delta. Para poner esto en perspectiva, los modelos de brazo articulado de alta gama pueden manejar cargas útiles de más de 1000 kg. Un gran robot delta podría manejar algo en el rango de 10 a 20 kg.

Soldadura

La soldadura fue una de las primeras aplicaciones de los robots industriales. Una de las principales razones por las que destacan aquí es su destreza. Las aplicaciones de soldadura a menudo requieren movimientos precisos en ángulos específicos. Estos ángulos simplemente no se pueden lograr con otros robots como SCARA y Deltas. Colocar el robot incorrecto en una aplicación de soldadura puede limitar gravemente la calidad de la pieza soldada.

Montaje

Los robots articulados son excelentes para aplicaciones de ensamblaje por varias razones. Sus articulaciones les permiten moverse de formas que otros robots no pueden. Su capacidad de carga útil también les permite mover cargas útiles que otros tipos de robots no pueden levantar. Son lo suficientemente precisos para pequeñas tareas de montaje. Por este motivo, la mayoría de las tareas de montaje automatizadas las realizan robots articulados.

Cuidado de máquinas

El cuidado de máquinas es otra tarea común para los robots articulados. El cuidado automático de la máquina permite la carga y descarga de materias primas en las máquinas. Una vez más, el alcance y la destreza mejorados de este robot le permiten sobresalir aquí. Los robots modernos de cuidado de máquinas pueden hacer de todo, desde cargar la pieza, abrir y cerrar la puerta, hasta ejecutar el programa especificado seleccionándolo en la HMI.

Se prevé que el mercado de robots articulados registre una tasa compuesta anual de más del 12% durante 2021-2026, con la automatización, la personalización y la seguridad laboral impulsando su adopción en todo el sector industrial.

Industrias para robots articulados

Los robots articulados cubren una amplia gama de las aplicaciones de robots más comunes. Dado que son tan versátiles, tiene sentido que se utilicen en la mayoría de las industrias. Algunos ejemplos comunes incluyen:

• Automotriz
• Metales
• Electrónica
• Alimentos y bebidas
• Productos farmacéuticos

Automotriz

La industria automotriz fue una de las primeras en adoptar robots industriales. Estos continúan siendo populares entre las empresas automotrices de todos los tamaños. Las cargas útiles altas y el largo alcance son requisitos comunes para las aplicaciones automotrices, ya que los componentes automotrices suelen ser grandes y pesados. Estos factores hacen que los robots articulados sean la única opción para automatizar estas tareas. Esta automatización permite un mayor volumen de producción y entornos de trabajo más seguros.

Electrónica

La precisión y la destreza son características comunes de las aplicaciones en esta industria. Los componentes pequeños requieren movimientos precisos para colocarse correctamente. La soldadura automatizada requiere movimientos diestros como el de la soldadura. Esto requiere que el equipo se mueva en ángulos que no pueden alcanzar otros tipos de robots. Algunas aplicaciones requieren precisión a nivel de micrones. La mayoría de los brazos articulados no podrán alcanzar este nivel de precisión debido a su construcción mecánica.

Productos farmacéuticos

La industria farmacéutica exige altos estándares de precisión, limpieza y autenticación. Los robots articulados tienen la precisión requerida para la mayoría de las aplicaciones farmacéuticas. Pueden configurarse con juntas selladas y manguitos protectores. Estos son requisitos críticos para las máquinas en salas blancas. Las aplicaciones comunes incluyen recoger y colocar, dispensar y escanear.

¿Cuándo debería utilizar un robot articulado?

Ahora comprende qué son los robots articulados y algunas aplicaciones comunes. Los robots articulados, al igual que otras máquinas, tienen sus puntos fuertes y sus limitaciones. Desea comprenderlos para tomar una decisión más informada sobre la implementación de estos robots en su empresa. El caso de negocio y el ajuste de la aplicación son algunos factores a tener en cuenta al considerar un robot articulado para su aplicación.

Caso empresarial

Los robots articulados pueden tener un gran impacto positivo en sus resultados. Ciertos casos pueden llevarlo a comenzar a considerar la automatización. Algunos ejemplos incluyen:

• Requisitos de rendimiento más altos
• Riesgos de seguridad para los operadores humanos
• Reducciones de costos

Estas son algunas de las razones habituales por las que los fabricantes deben automatizar. Las personas tienen una velocidad de movimiento limitada y solo pueden mantener esta velocidad durante un tiempo antes de fatigarse. Los equipos automatizados a menudo superan la velocidad que pueden alcanzar las personas. Pueden mantener esta velocidad mientras el robot esté operativo. Los robots articulados no son los robots más rápidos del mercado, pero para muchas aplicaciones aún pueden superar a los operadores humanos.

La seguridad de los operadores humanos puede llevar a los fabricantes a retirarlos de esa tarea. Este suele ser el caso cuando los operadores se lesionan al levantar, cortar o tender una máquina. La automatización de este proceso puede proteger a sus empleados y ahorrar dinero de multas relacionadas con lesiones y costos de tiempo de inactividad. Sin embargo, es importante recordar que los robots son intrínsecamente peligrosos. Instalar un robot articulado en una aplicación sin mitigación de riesgos puede resultar más peligroso para los operadores. Los robots articulados deben instalarse con dispositivos de seguridad adecuados para limitar el riesgo de lesiones a los operadores humanos.

Las reducciones de costos son algunas de las razones más comunes para automatizar en el competitivo entorno de fabricación actual. Las líneas de producción automatizadas suelen ser más eficientes que las manuales a escala. En última instancia, esto conduce a un menor costo de producción de cada pieza. Además, las piezas se pueden producir de manera más consistente debido a menos errores de producción. Como aprenderá más adelante en este artículo, los robots articulados son muy costosos. Es especialmente importante con este tipo de robot asegurarse de que sus reducciones de costos sean un beneficio neto después de considerar el costo de un proyecto de robot articulado.

Los desafíos de su negocio deben dictar qué y cuánto automatizar en sus instalaciones. Es esencial comprender qué proyectos se beneficiarán más de la automatización de robots articulados. Nuestra herramienta de búsqueda de potencial es para ayudarlo a identificar los proyectos clave que se adaptan mejor a la automatización en su empresa.

Ajuste de la aplicación

Tiene muchas opciones disponibles cuando se trata de automatización robótica. El ajuste de la aplicación es el elemento más crítico para un proyecto de robot exitoso. Comprender los requisitos específicos de su aplicación es fundamental. Los brazos articulados pueden realizar la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, no siempre son la solución más óptima.

En los casos en que la aplicación requiera una velocidad superior a la que este robot es capaz, a veces los robots delta son la mejor opción. Un ejemplo de esto podría ser una aplicación de recogida y colocación de alta velocidad. Sería ideal emparejar un robot de alta velocidad con este tipo de aplicación. Supongamos que ha decidido que un robot de seis ejes y uno delta son capaces de realizar la tarea. Un robot de seis ejes normalmente tendrá tasas de velocidad de cientos de grados por segundo. Un robot delta estándar puede superar fácilmente los 1000 grados por segundo. Elegir un eje de seis ejes en lugar de un delta cuando ambos pueden hacer el trabajo podría dejar una valiosa productividad sobre la mesa.

Otras veces se requieren niveles extremos de precisión. En estos casos, los robots cartesianos superan a los brazos articulados. Los robots cartesianos tienen la capacidad de alcanzar una precisión de nivel micrométrico. La mayoría de los demás tipos de robots solo pueden presumir de niveles de precisión de décimas o centésimas de milímetros. Elegir el robot incorrecto para su aplicación puede limitar sus posibles devoluciones o fallar por completo.

Los brazos articulados a menudo se destacan en aplicaciones que requieren altos niveles de flexibilidad. La soldadura es un gran ejemplo de esto. Un brazo articulado sería una gran opción debido a su capacidad para maniobrar con precisión en ángulos complejos para realizar las soldaduras necesarias. Los tipos de robots más rígidos, como cartesianos, SCARA o deltas, tendrían dificultades en un entorno en el que se requiera un movimiento flexible.

En caso de duda, le sugerimos que se comunique con expertos que puedan asesorarlo en la selección de soluciones robóticas para sus proyectos y desafíos específicos.

¿Cuánto cuestan los robots articulados?

Los robots articulados se encuentran en el extremo más caro del espectro de robots. El robot en sí es caro, pero hay varios otros factores que llevan a que un proyecto común cueste más de $ 100,000 USD. Estos factores incluyen:

• Costos de integración
• Entrenamiento
• Efectores finales
• Equipo de seguridad
• Mantenimiento

Es fundamental incluir estos costos en el cálculo del ROI. Comprenda que se enfrenta a algo más que el costo inicial de un brazo robótico. Muchos de estos costos son variables y dependen de la aplicación. Por ejemplo, los proyectos de alta complejidad tendrán mayores costos de integración debido a la dificultad de implementación y programación. Las aplicaciones más peligrosas pueden requerir más hardware de seguridad.

Los proyectos de robots tienen un precio elevado. Todos estos costos deben tenerse en cuenta al calcular el retorno de la inversión (ROI) en un robot articulado. Luego debe considerar lo que obtendrá al automatizar su proceso. Esto incluye cosas como:

• Mayor rendimiento
• Calidad de producción más constante
• Aumento de la eficiencia
• Reducciones de costos

Incluso puede decidir incluir algunos factores cualitativos como la mitigación del riesgo de lesiones u otras mejoras en la calidad de vida. Estos pros y contras deben compararse entre sí para proporcionar una imagen del ROI. Esto debería ayudarlo a tomar una decisión informada sobre un proyecto de automatización.

A pesar de sus altos costos, los fabricantes han tenido un impacto positivo en sus resultados utilizando robots articulados durante décadas. Puede buscar en nuestro directorio de proveedores para comenzar a conectarse con proveedores cercanos y comenzar su viaje de automatización.