Tipos esenciales de robots que todo fabricante debe conocer

Hoy es posible encontrar un robot industrial para casi cualquier proceso de manufactura. El truco está en entender qué tipo se adapta mejor a diversas tareas. Desafortunadamente, la mayoría de fabricantes luchan con esto al ser la robótica algo compleja.

En resumen, los robots industriales se diferencian por flexibilidad, alcance y capacidades de carga. Al elegir, estos son factores de diseño a ponderar contra operaciones de fábrica. Para ayudarle a elegir correctamente, aquí una lista imprescindible de tipos de robots y aplicaciones.

Robots articulados (Articulated Robots)

Son robots altamente flexibles compuestos por numerosas juntas rotativas. Estas les permiten moverse en múltiples planos y, según número de juntas, tener hasta diez ejes. Los robots de 6 ejes son los más prevalentes, pero diseños nuevos avanzan a 7 ejes. Sus brazos son accionados por múltiples motores internos.

La alta destreza los hace ideales para aplicaciones industriales complejas. Pueden alcanzar por debajo, encima, inclinar y girar para acceder a objetos en máquinas y cumplir tareas como mano humana. Esto se mejora con diferentes herramientas de extremo de brazo según tarea.

Además, robots articulados de calidad tienen cables bien gestionados, protección de ingreso y juntas selladas. Califican para procesos de alta humedad, alto calor y salas limpias. Gracias a flexibilidad, pueden montarse de diversas formas según lo ideal para su espacio.

Pros:

• Alta flexibilidad
• Realizan tareas complejas
• Múltiples estilos de instalación para diferentes procesos

Contras:

• Pueden ser más lentos por peso y múltiples juntas
• Son costosos

Aplicaciones recomendadas:

• Cuidado de máquinas (Machine tending)
• Empaquetado de productos
• Inspección de productos
• Ensamblaje de productos

Robots SCARA

SCARA = Selective Compliance Articulated Robot Arm. Se refiere a flexibilidad limitada: mueve en ejes X e Y pero es rígido en Z. El brazo puede moverse izquierda, derecha, adelante, atrás. Rigidez en Z significa movimiento vertical en eje fijo. Por envolvente compacto y tamaño pequeño, pueden ser muy rápidos.

Estas características hacen robots SCARA adecuados para ensamblaje industrial de piezas pequeñas. En fabricación de placas de circuito, por ejemplo, pueden programarse para recoger micropiezas de bandeja e insertarlas. Además de ensamblaje, se aplican en tareas repetitivas de transferencia entre dos planos paralelos.

Pros:

• Envolvente de trabajo compacto
• Trabajan rápido
• Alta precisión y repetibilidad

Contras:

• Capacidad de carga típicamente baja
• Flexibilidad limitada = aplicaciones limitadas

Aplicaciones recomendadas:

• Ensamblaje de piezas
• Inspección de productos
• Pick and place

Robots Delta

Consisten en 3 brazos paralelos montados en base estacionaria. Brazos tienen juntas prismáticas y rotativas, accionados por 3 motores en la base. Este diseño da estabilidad pero solo flexibilidad en X e Y. Al tener motores en base, brazos son ligeros y los robots Delta muy rápidos.

Diseño requiere montaje sobre cabezal con brazos colgando hacia abajo. Buenos para funciones en línea como clasificar productos en cinta transportadora. Pueden personalizarse con sensores o sistemas visuales para mejorar precisión y rendimiento.

Pros:

• Operación de alta velocidad
• Envolvente compacto
• Alta precisión

Contras:

• Alcance limitado
• Flexibilidad limitada
• Solo manejan cargas pequeñas

Robots Cartesianos (Cartesian Robots)

Ocupan envolvente cúbico. Se ensamblan in situ y personalizan para aplicaciones. Constán de 3+ actuadores lineales perpendiculares entre sí. Por esto, solo mueven un eje a la vez.

Pueden montarse vertical, horizontal o sobre cabezal. Cuando se montan sobre cabezal, se llaman robots gantry, funciones similares. En instalación se definen longitudes de carrera y velocidades.

A diferencia de articulados, solo logran maniobras limitadas. No pueden alcanzar piezas y girarlas. Programación puede ser compleja pero hay modelos preprogramados o herramientas separadas.

Pros:

• Múltiples posibilidades de instalación
• Alta precisión
• Personalizables para tareas específicas

Contras:

• Instalación y programación complejas
• Solo un eje se mueve a la vez
• Complejidades pueden hacerlo inaccesible para empresas pequeñas

Aplicaciones recomendadas:

• Impresión 3D
• Tareas pick and place
• Inspección de productos

Robots Polares (Polar Robots)

Compuestos de 4 partes: base rotativa, pivote de elevación, brazo telescópico (expande/retrae) y pluma de retracción. Usados para tareas simples al solo extenderse alrededor de base. Se mueven en XYZ pero puntos alcanzables dependen de cuánto se estiren desde base.

Ángulo de trabajo esférico. Instalables en suelo o mesa según tamaño y tarea. Por estructura y movimientos de retracción, funcionan mejor en operaciones que no requieren mucho movimiento o alta repetibilidad.

Pros:

• Brazo maniobra sobre y bajo objetos
• Cubren envolvente significativa

Contras:

• Baja precisión y repetibilidad
• Relativamente lentos
• Alcance de aplicaciones limitado

Aplicaciones recomendadas:

• Soldadura por puntos (Spot welding)
• Taladrado (Drilling)
• Fundición a presión (Die casting)
• Moldeo por inyección (Injection molding)

Robots Cilíndricos (Cylindrical Robots)

Estructura: eje rotativo montado en base con junta rotativa. Eje perpendicularmente conectado a brazo que expande, retrae y se mueve verticalmente.

Diseño compacto = buena opción para fábricas pequeñas sin mucho espacio. Cubren envolvente cilíndrico considerable gracias a eje rotativo moviendo brazo en plano 360°. Movimientos limitados por poca flexibilidad del brazo. Solo unos pocos procesos industriales aplicables.

Pros:

• Cubren envolvente 360°
• Diseños grandes manejan cargas grandes
• Estructura compacta ocupa poco espacio

Contras:

• Flexibilidad limitada
• Aplicaciones limitadas
• Baja precisión y repetibilidad

Aplicaciones recomendadas:

• Carga y descarga de máquinas
• Aplicaciones de fundición
• Fundición a presión

Robots Colaborativos (Collaborative Robots)

Robots, aunque infinitamente beneficiosos, también plantean riesgos. Más en operaciones donde trabajan en mismos espacios que humanos. Movimientos «ciegos» causan lesiones y colisiones entre robots.

Diseño inicial solo preveía robots sin input humano. Tenían bordes afilados y diseños poco amigables. Sin embargo, investigación prueba que procesos se benefician combinando fortalezas de humanos y robots.

Concepto de robots colaborativos aborda esto. Por definición, son robots diseñados para ser más amigables con humanos en seguridad y operación. No se definen por ejes sino por qué tan bien co-trabajan con humanos.

Características principales:

• Bordes redondeados — suavizados, algunos encasados en plástico. Reduce lesiones por golpes accidentales.
• Sensores de movimiento — detectan presencia de humano u obstáculo en envolvente. Disparan desaceleración o parada según distancia.
• Menos ruido — altos decibeles dañan audición. Diseño colaborativo minimiza ruido.

Pros:

• Más seguros que otros robots
• Más valor al aprovechar destreza humana y robótica
• Diseño bajo ruido mejora ambiente de fábrica
• Estructura compacta

Contras:

• Pueden ser costosos por características extra

Conclusión

Cada tipo presenta soluciones para diversas aplicaciones. Con entendimiento claro de cómo funcionan, es más fácil identificar cuál se ajusta a necesidades de su fábrica. La calidad de salida solo será tan buena como la calidad de robots en los que invierta. Por tanto, busque un fabricante de robots industriales que use insumos de calidad y ofrezca soluciones innovadoras.