Robots cartesianos: la solución escalable para automatización avanzada

Los robots cartesianos se encuentran en las aplicaciones más exigentes. Siga leyendo para entender cómo puede escalar la automatización de su planta hoy.

Los robots cartesianos son una tecnología robótica muy común y simple que los fabricantes llevan usando décadas. En todas las industrias y aplicaciones, las empresas están cosechando los frutos de esta tecnología escalable. Pero, ¿qué son exactamente estos robots? ¿Para qué tareas se pueden usar? ¿Cómo saber si son adecuados para usted? Este artículo tratará estos temas y más para ayudarle a entender si este robot es el adecuado para usted.

En este artículo:

• ¿Qué es un robot cartesiano?
• ¿Qué industrias usan robots cartesianos?
• Aplicaciones comunes de los robots cartesianos
• ¿Cuándo debe automatizar usando un robot cartesiano?
• Coste de un robot cartesiano

¿Qué es un robot cartesiano?

Un robot cartesiano es físicamente el más distinto de los otros tipos de robots industriales. No encontrará brazos largos oscilantes ni movimientos amplios. En su lugar, los robots cartesianos a menudo se asemejan a un pórtico o una pequeña grúa. La gente suele identificar las impresoras 3D con la tecnología de robots cartesianos. A menudo se construyen sobre mesas o sistemas de transporte. Típicamente tienen 3 ejes de movimiento. Pueden moverse arriba/abajo, adelante/atrás e izquierda/derecha. A menudo tienen un efectador final que realiza la tarea asignada. Algunos ejemplos de efectadores finales cartesianos comunes incluyen:

• Cabezal de impresión
• Antorcha de plasma
• Cámara
• Pinza mecánica
• Láser

¿Qué industrias usan robots cartesianos?

Dado que tienen una amplia gama de aplicaciones, los robots cartesianos se encuentran en muchas industrias. Los fabricantes de las siguientes industrias aprovechan comúnmente esta tecnología:

• Aeroespacial
• Envase y embalaje
• Metales
• Fabricantes de PCB
• Farmacéutica
• Alimentación y bebidas

Estos son solo algunos de los muchos ejemplos. La tecnología cartesiana lleva mucho tiempo. Por eso, hay muchas aplicaciones probadas y verdaderas para estos robots. También son simples de entender y reprogramar para los operadores. Esto los hace fáciles de usar para quienes son nuevos en la automatización. Estos fabricantes suelen tener los tipos de aplicaciones en los que los robots cartesianos pueden destacar.

Aplicaciones comunes de los robots cartesianos

Los robots cartesianos son excelentes opciones para algunas aplicaciones y malas para otras. ¿Por qué? Un factor importante es su libertad de movimiento limitada. Los robots de seis ejes pueden doblarse y retorcerse como un pretzel. Los robots cartesianos son mucho más rígidos en su movimiento. Esto puede parecer una debilidad en su diseño. No se equivoque, esta característica conlleva ventajas que los hacen superar a todos los demás tipos de robots para ciertas aplicaciones. Aquí hay algunos ejemplos:

• Aplicaciones CNC
• Impresión 3D
• Corte por plasma/láser
• Fresado de madera
• Montaje de PCB
• Inspección
• Pick and place

Hay algunas razones por las que los robots cartesianos pueden destacar en estas aplicaciones. Primero, estas aplicaciones se realizan comúnmente sobre un plano o dimensión. Por ejemplo, un robot cartesiano láser tiene la tarea de cortar una forma de una chapa metálica. Esta pieza está plana sobre la superficie de corte. El robot realiza sus movimientos ordenados para cortar la forma de la pieza. Este movimiento no requiere que el robot gire en ángulos especiales o rote hacia el lado de la pieza. Todo es movimiento arriba/abajo, adelante/atrás e izquierda/derecha. Algunos robots cartesianos tendrán un eje rotatorio adicional en el efectador final. Si se requiere mucha flexibilidad y rango de movimiento, otro tipo de robot podría ser mejor.

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Otra razón por la que un robot cartesiano es una gran opción es si la aplicación requiere alta precisión. Los robots cartesianos pueden alcanzar los niveles más altos de precisión de todos los tipos de robots. ¿Por qué? En términos simples, esa característica de movimiento más rígido y menos libertad discutida anteriormente permite que estos robots sean extremadamente precisos. Los actuadores de alta calidad pueden alcanzar niveles de repetibilidad de micras simples y submicras. Esto significa que para las aplicaciones de mayor precisión, los robots cartesianos son a veces la única opción realista.

Finalmente, los robots cartesianos son la plataforma de robot más escalable disponible. Esta escalabilidad está tanto en su tamaño físico potencial como en su resistencia final. Los robots cartesianos son tan pequeños como mini-impresoras 3D y tan grandes como quiera que sean. Hoy hay muchos robots cartesianos grandes que miden 50 metros (164 pies) o más. Esto se debe a su mecánica. Los actuadores de cremallera y piñón permiten a los fabricantes hacer estos sistemas increíblemente grandes. Su mecánica también es la más fuerte que encontrará en las plataformas de robots modernos. Los actuadores usados para construir robots cartesianos suelen ser de correa, husillo de bolas o husillo de rodillos. Estas mecánicas, además de cajas de cambios grandes y motores que no tienen que caber dentro de una delgada carcasa de robot, significan que los robots cartesianos pueden manejar las tareas más grandes y pesadas con facilidad.

¿Cuándo debe automatizar usando un robot cartesiano?

Ahora sabe un poco sobre robots cartesianos y sus aplicaciones. Entonces, ¿cuándo son adecuados para usted y su proyecto? Esta pregunta no puede responderse con precisión solo a través de este artículo. Sin embargo, algunas preguntas y consideraciones pueden ayudarle a empezar por el camino correcto para entender si los robots cartesianos son la elección correcta para usted.

• ¿Busca reducciones de costes o aumentos de rendimiento?
• ¿Es esta aplicación difícil para otros robots industriales?
• ¿Es la precisión una preocupación principal?

Las reducciones de costes y los aumentos de rendimiento son las motivaciones más comunes al buscar automatizar. Todos los robots pueden ayudar en este sentido y los robots cartesianos no son diferentes. Automatizar un proceso con un robot cartesiano ayuda a reasignar capital humano a tareas más difíciles de automatizar. Esto conduce a reducciones de costes y producción más eficiente. Los robots son más consistentes y repetibles y conducen a menos problemas de control de calidad. También son más rápidos y, como tal, su integración conducirá a mayor volumen de producción.

Hay ciertas características de algunas aplicaciones que las hacen más difíciles para algunos de los otros tipos de robots (seis ejes, delta, SCARA, etc.). Una característica importante es su carga útil. La mayoría de estos robots tienen limitaciones aquí. Incluso los robots de seis ejes más masivos tienen un techo de 1000-2000 kg. Una vez que su aplicación alcanza este rango, sus opciones se vuelven muy limitadas y cada vez más caras. Los cartesianos pueden escalar fácilmente en este sentido con mecánicas más fuertes. Además, tienen un potencial de tamaño casi ilimitado. Estos robots pueden escalar a tamaños masivos que otros tipos de robots simplemente no pueden alcanzar.

Para las aplicaciones de mayor precisión, los robots cartesianos simplemente no tienen rival. La mecánica de alta calidad se usa para garantizar el más alto nivel de repetibilidad. Para algunas aplicaciones de fabricación, este nivel de precisión es necesario para crear un producto de calidad.

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Coste de un robot cartesiano

Dado que estos robots son altamente escalables, es lógico que su coste también lo sea. Por eso, es difícil poner un rango de precios a un proyecto de robot cartesiano. Sin embargo, todo lo demás siendo igual, usar un robot cartesiano para un proyecto será menos costoso que usar otro robot industrial comparable para el mismo proyecto. Esto se debe principalmente a la simplicidad de su diseño y mecánica. Los factores principales que pueden añadir coste incluyen:

• Tamaño del proyecto
• Complejidad de la aplicación
• Nivel de precisión requerido

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