El acoplamiento del eje del robot puede arruinar su producción

Alrededor del 10 % al 20 % de los robots tienen esta característica poco conocida. Puede interferir con su programación si no está preparado.

Aprendí sobre el nuevo concepto de robótica el otro día... acoplamiento del eje del robot.

El director ejecutivo de RoboDK, Albert Nubiola, me dijo:“El acoplamiento del eje del robot es importante para la programación de robots, pero no muchos usuarios lo conocen y, a menudo, se confunden”.

¡Él estaba en lo correcto! Hay muy poco escrito sobre el acoplamiento de ejes. Además, a pesar de que he sido un experto en robótica durante casi una década, nunca me habían informado de esta característica ligeramente inusual.

Si nunca ha oído hablar del acoplamiento del eje del robot, no se preocupe. No estás solo.

El acoplamiento del eje no es una mala característica. De hecho, tiene algunos beneficios. Pero puede afectar su programación si no está preparado para ello. Albert estima que entre el 10 y el 20 % de los robots industriales se ven afectados por el acoplamiento de ejes.

¿Qué es el acoplamiento de ejes?

El acoplamiento de ejes es cuando dos o más de las articulaciones del robot están unidas entre sí. Pueden estar vinculados físicamente, con un enlace paralelo, o vinculados en el software de control.

He aquí una descripción del acoplamiento de ejes en la práctica...

Sin acoplamiento de eje:la mayoría de los robots de 6 grados de libertad

Primero, veamos el robot industrial clásico de 6 grados de libertad (DoF), por ejemplo, el Comau Smart NJ 16-3.1

Para la mayoría de los robots modernos de 6 grados de libertad, lo siguiente es cierto:

• Cada articulación es físicamente independiente.
• Cada articulación se puede controlar de forma independiente sin afectar a otras articulaciones.
• El motor de cada articulación está ubicado en la propia articulación.

Para la mayoría de los robots de 6 grados de libertad, no hay acoplamiento de ejes. Esto hace que el control sea muy simple:si mueve una articulación (p. ej., la articulación 3) una cierta cantidad, solo se moverá esa articulación.

Acoplamiento de ejes:algunos robots

Veamos un robot que tiene acoplamiento de ejes:el Comau Smart5 NJ-165-3.0

Comau produce varios robots que tienen acoplamiento de ejes. Este es uno de los 6 modelos de robot DoF con acoplamiento de eje. Todos los robots paletizadores de Comau también cuentan con esta función.

Lo siguiente es cierto para este robot:

• Los motores de las articulaciones 2 y 3 están ubicados en la base del robot.
• La articulación 3 se mueve mediante un mecanismo de enlace paralelo que une físicamente las dos articulaciones.
• Cuando se mueve la articulación 2, la articulación 3 también se mueve y viceversa.

Esto afecta levemente el control y la programación de estos robots. Por lo general, programa un robot de 6 DoF enviando 6 valores, cada uno correspondiente a la posición deseada de las 6 articulaciones. Con el acoplamiento de ejes, esto se vuelve más difícil porque dos de las articulaciones del robot son dependientes.

El gran beneficio del acoplamiento del eje:alta carga útil

Si el acoplamiento de ejes es tan problemático, ¿por qué usarlo?

Hay una gran ventaja de usar robots acoplados a ejes en lugar de robots tradicionales de 6 grados de libertad en algunas situaciones:alta carga útil.

Tomemos como ejemplos el Comau NJ-165 (eje acoplado) y el NJ-16 (tradicional 6 DoF):

	Inteligente NJ-1-3.1	Smart 5 NJ-165-3.0
Tipo	Tradicional 6 DoF	Eje acoplado 6 DoF
Alcance	3,11 m	3,00 m
Repetibilidad	0,1 mm	0,1 mm
Carga útil	16 kg	165 kg
Peso	680 kg	1240 kg

Como puede ver, estos dos robots son muy similares en su alcance y repetibilidad. Sin embargo, cuando se trata de carga útil, son muy diferentes.

¡El robot con acoplamiento de eje tiene más de 10 veces la capacidad de carga útil del robot tradicional de 6 DoF!

Esto tiene mucho sentido. Gran parte de la capacidad de carga útil de un robot proviene de los motores de las articulaciones 2 y 3. Por lo general, el motor de la articulación 2 también tiene que soportar el gran peso del potente motor de la articulación 3. Al agregar este motor a la base del robot, Comau permite hacer la estructura más grande y más fuerte sin requerir un motor demasiado potente en la articulación 2.

¿Qué tipo de robots utilizan acoplamiento de ejes?

Hay tres tipos principales de robots que utilizan el acoplamiento de ejes:

• Robots de paletización — Muchos robots paletizadores tienen acoplamiento de ejes porque les permite tener una mayor carga útil.
• Robots de alta carga útil 6 DoF — Los robots de carga útil más alta de Comau, Fanuc y ABB tienen acoplamiento de eje para ayudarlos a levantar cargas útiles más altas. Algunos (p. ej., el KUKA IRB 8700-800/3.50 con una carga útil de 800 kg) incluso tienen un contrapeso acoplado al varillaje paralelo para contrarrestar cargas útiles pesadas.
• Robots delgados — Algunos robots delgados utilizan el acoplamiento de ejes para explicar su estructura delgada.

Cómo saber si su robot tiene acoplamiento de ejes

Encontrar si su robot usa acoplamiento de ejes no siempre es fácil... a menos que esté usando RoboDK.

Hasta donde sabemos, RoboDK es el único software independiente de la marca que puede explicar con precisión el acoplamiento de ejes.

Puedes ver si tu robot tiene acoplamiento de ejes en RoboDK de 2 formas:

1. Mueva la articulación 2 o 3 en el panel del robot y vea si la otra articulación se mueve.
2. Haga doble clic en un valor límite de articulación de la articulación 2 o 3 para abrir la ventana de mapeo de acoplamiento de ejes (interacción del eje 2 frente al eje 3).

En algunos robots, es fácil decir que un robot tiene acoplamiento de eje porque puede ver el enlace paralelo que va desde la base del robot hasta la articulación 3. Además, no hay un motor conectado a la articulación 3, también está en el base.

Algunos robots también tienen acoplamiento de caja de cambios entre las articulaciones 5 y 6.

Algunos indicadores específicos de marcas de robots

A partir de nuestras experiencias con el uso de robots, aquí hay algunos consejos sobre 3 marcas de robots:

• FANUC utiliza el acoplamiento de ejes en todos los modelos, incluso en aquellos sin conexión física donde el acoplamiento se aplica en el software.
• ABB también proporciona mapas detallados de algunos robots con acoplamiento de ejes.
• Comau proporciona un mapeo detallado de su acoplamiento de ejes en toda la hoja de datos del robot. Por ejemplo, consulte los límites del mapa de articulaciones (ejes 2 y 3) para varias posiciones del robot en esta hoja de datos. Algunos de sus robots también tienen una "zona muerta" donde una articulación se restringe debido al acoplamiento del eje. El espacio de trabajo descrito permite modelar y mostrar con precisión las interacciones como un gráfico de Articulación 2 frente a Articulación 3.

Entonces, abra su modelo de robot en RoboDK y pruébelo para averiguar si tiene acoplamiento de eje.

Si es así, sepa que RoboDK se encargará de todo por usted y que el acoplamiento de ejes no estropeará su programación.