Entendiendo los envolventes de trabajo de robots: Definición, tipos y beneficios en manufactura

Hay muchas partes que componen un robot. El área del brazo robótico es la más prominente y lo que la gente ve. También es la parte que maneja la mayor parte del trabajo. Pero hay otra parte rara vez notada que hace la mayor parte del trabajo pesado en segundo plano, y esa es el envolvente.

Vamos a ver qué es un envolvente, por qué son importantes, los tipos de envolventes de trabajo de robots en uso en la manufactura actual, y los beneficios que aportan. Quédese hasta el final para obtener más conocimiento sobre aplicaciones robóticas.

¿Qué es un Envolvente de Trabajo?

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Un envolvente de trabajo es el rango de movimiento de un robot. Los robots industriales no vienen con piernas o ruedas para el movimiento. Los costos están fijos en un lugar, y esa base que los sostiene y les otorga estabilidad se llama el envolvente de trabajo. Es la forma que se crea cuando el manipulador robótico se mueve en todas las direcciones para manejar una tarea. La distancia máxima que puede alcanzar el robot está determinada por el tamaño del envolvente de trabajo.

Lo que esto significa, en pocas palabras, es que el robot solo puede realizar tareas dentro de los límites del envolvente de trabajo. Podrías otorgar al brazo robótico toda la flexibilidad del mundo, pero lo máximo que puede hacer depende del envolvente de trabajo. El único robot que tiene la capacidad de oponerse a las reglas del envolvente de trabajo es el robot pórtico. Los envolventes de trabajo deben diseñarse cuidadosamente para que el brazo robótico tenga la oportunidad de funcionar como se espera.

¿Por qué son importantes los envolventes de trabajo?

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Un envolvente de trabajo actúa como una correa para el brazo robótico. Define el área que el brazo robótico tiene permitido alcanzar. Esto puede ser útil cuando hay seres humanos trabajando junto a los robots, ya que crea una zona segura que reduce las posibilidades de cualquier lesión en el piso de la fábrica. Al elegir un robot industrial para su planta, debe prestar mucha atención al tipo y tamaño del envolvente porque todo lo que elija hacer con el robot estará a merced del envolvente.

Si quiere un robot que cubra la mayor cantidad de espacio posible, entonces elija el que viene con un envolvente de trabajo más grande. Pero eso volverá a plantear un nuevo problema relacionado con el espacio. Los envolventes de trabajo más grandes generalmente se traducen en máquinas más grandes, y si le falta el espacio para eso, las cosas no funcionarán de la manera que desea.

Tipos de Envolventes de Trabajo de Robots

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Hay alrededor de 7 tipos estándar de envolventes de trabajo de robots que se utilizan en la industria manufacturera. Cada uno tiene su propia forma y diseño definidos que se adaptan a un tipo específico de trabajo. Incluyen los siguientes.

Envolvente de Trabajo Cartesiano:

Este es un envolvente de la configuración cartesiana, y viene en forma de un prisma rectangular. No tiene zonas muertas dentro y alrededor del envolvente de trabajo, y el robot que usa este envolvente tiene la libertad de manipular la carga útil máxima que puede manejar sin sentir ninguna tensión. Este es el tipo de envolvente de trabajo que encontrará en robots cartesianos o pórticos.

Envolvente de Trabajo Cilíndrico:

Como su nombre lo sugiere, esta es una configuración de forma cilíndrica que tiene un centro hueco que limita severamente el brazo robótico que puede estirarse y retraerse. Esta estructura crea una zona muerta significativa dentro y alrededor de la estructura del robot. Los tipos de robots que usan este tipo de envolvente son adecuados para tareas pequeñas y rápidas que no requieren mucho movimiento.

Envolvente de Trabajo Polar:

Esta es una configuración que barre el volumen ubicado entre dos esferas parciales. Este diseño limita los movimientos angulares máximos que el brazo robótico puede hacer a través de los planos vertical y horizontal. Estas restricciones físicas tienen el efecto desafortunado de crear enormes zonas muertas significativas debajo y encima del robot en cuestión. Este es el tipo de envolvente de trabajo que probablemente encontrará en un robot polar.

Envolvente de Trabajo Revoluto:

Esta es una configuración única que generalmente tiene un envolvente que es más grande que el espacio de piso disponible. En pocas palabras, el brazo robótico se para en un envolvente de trabajo muy grande y ancho que puede ser una esfera completa o una parcialmente abierta. Es una de las configuraciones más complicadas en lo que respecta a envolventes de trabajo.

Envolvente de Trabajo SCARA:

Esta es una configuración única para robots SCARA y generalmente tiene forma de corazón o riñón. Tiene un círculo hueco prominente que pasa justo por el medio, y esto permite un plano horizontal de operación muy grande, facilitando los movimientos laterales. Sin embargo, hay muy poco espacio hacia arriba, y esto limita los movimientos verticales.

Envolvente de Trabajo de Columna Vertebral:

Este es el envolvente de trabajo más simple con el que se encontrará. Simplemente está compuesto por un robot de columna vertebral dentro de un envolvente de trabajo semiesférico que proporciona justo el espacio suficiente para que el brazo robótico opere como desee en cualquier dirección. El tamaño de toda la estructura depende del número de articulaciones que se encuentran en la columna vertebral.

Configuración Péndulo:

Esta es una configuración que casi se asemeja a una herradura con una sección transversal segmentada. El envolvente de trabajo es un poco limitado, pero la ventaja de este diseño es que el robot en cuestión puede montarse en el envolvente de trabajo en cualquier posición que sea conveniente para la tarea en cuestión. Esto le da al envolvente la libertad de posicionarse en la ubicación más conveniente que sea óptima para la mejor eficiencia.

Interpretando el Envolvente de Trabajo

Como hemos establecido claramente, cada envolvente de trabajo tiene un diseño complejo que genera características variables que definen la función exacta para la que están adaptados. Sin embargo, esto no significa que pueda andar eligiendo el primer envolvente de trabajo que vea frente a usted. Debe tener cuidado al interpretar el envolvente de trabajo de un robot, y las siguientes son las razones por las que esto es vital.

Punto de referencia del envolvente

Debe ser consciente de que el envolvente, en este caso, representa el volumen de trabajo que puede ser alcanzado por el brazo del robot. Debe saber dónde se encuentra este punto, y en la mayoría de los casos, está en el centro de la placa de montaje en el efector final. Esto excluye efectivamente todas las herramientas que el efector final pueda estar sosteniendo.

Zonas muertas

Debe ser consciente de que hay áreas dentro del envolvente de trabajo que no pueden ser alcanzadas en absoluto por el brazo robótico. Estas son las zonas muertas, y no hay nada que pueda hacer para cambiar la situación.

Capacidad de carga vs. alcance

La capacidad de carga máxima que se cita solo es alcanzable dentro de ciertos alcances del brazo, lo que no debe confundirse ni considerarse como el alcance máximo.

Conclusión

Los envolventes de trabajo son esenciales para el funcionamiento de un brazo robótico y cualquier otra máquina. Juegan un papel enorme en decidir la forma y el diseño del brazo robótico. Estos siete tipos se utilizan ampliamente en todo el mundo, pero probablemente hay otras nuevas variaciones que se están creando y que aún no se han vuelto mainstream. Para más información sobre envolventes de trabajo y cómo pueden ajustarse para un mejor rendimiento, visite nuestro sitio web y obtenga respuestas a todas sus preguntas.