Cuatro tipos clave de robots que los fabricantes deben conocer

Este artículo apareció originalmente en IndustryWeek. Publicación invitada de Matt Minner, Consultor Senior de Servicios Técnicos en Catalyst Connection, parte de la Red Nacional MEP^TM.

Hay mucho revuelo últimamente en el sector manufacturero sobre los robots y cómo pueden ayudar a los fabricantes a abordar desafíos como el aumento de la productividad y la escasez de trabajadores calificados.

Pero, ¿qué quieren decir exactamente los analistas y expertos en automatización cuando usan la palabra «robot»? ¿Y cómo pueden los diferentes tipos de robots mejorar una operación manufacturera real? Si usted es un fabricante pequeño que siente curiosidad por los robots pero nunca ha trabajado con ellos, puede resultar difícil imaginar cómo encajarían en su instalación. Aquí tiene una descripción general de cuatro tipos de robots industriales que todo fabricante debería conocer.

1. Robots articulados

Un robot articulado es el tipo de robot que viene a la mente cuando la mayoría de la gente piensa en robots. Al igual que las fresadoras CNC, los robots articulados se clasifican por el número de puntos de rotación o ejes que tienen. El más común es el robot articulado de 6 ejes. También existen unidades de 4 y 7 ejes en el mercado.

La flexibilidad, destreza y alcance hacen que los robots articulados sean ideales para tareas que abarcan planos no paralelos, como el cuidado de máquinas (machine tending). Los robots articulados también pueden alcanzar fácilmente el interior de un compartimento de máquina herramienta y debajo de obstrucciones para acceder a una pieza de trabajo (o incluso alrededor de una obstrucción, en el caso de un robot de 7 ejes).

Las juntas selladas y las fundas protectoras permiten que los robots articulados se destaquen tanto en entornos limpios como sucios. La posibilidad de montar un robot articulado en cualquier superficie (p. ej., un techo, un riel deslizante) permite una amplia gama de opciones de trabajo.

La sofisticación de un robot articulado conlleva un costo mayor en comparación con otros tipos de robots con cargas útiles similares. Y los robots articulados son menos adecuados que otros tipos para aplicaciones de muy alta velocidad debido a su cinemática más compleja y su masa de componentes relativamente mayor.

2. Robots SCARA

Un Brazo Robótico Articulado de Complianza Selectiva (SCARA) es una buena opción —y rentable— para realizar operaciones entre dos planos paralelos (p. ej., transferir piezas de una bandeja a una cinta transportadora). Los robots SCARA destacan en tareas de ensamblaje vertical, como la inserción de pasadores sin atascos, gracias a su rigidez vertical.

Los robots SCARA son ligeros y tienen huellas pequeñas, lo que los hace ideales para aplicaciones en espacios reducidos. También son capaces de tiempos de ciclo muy rápidos.

Debido a su diseño de brazo oscilante fijo, que es una ventaja en ciertas aplicaciones, los robots SCARA enfrentan limitaciones en tareas que requieren trabajar alrededor o alcanzar el interior de objetos como fijaciones, plantillas o máquinas herramienta dentro de una celda de trabajo.

3. Robots Delta

Los robots Delta, también llamados «robots araña», usan tres motores montados en la base para accionar brazos de control que posicionan la muñeca. Los robots Delta básicos son unidades de 3 ejes, pero también hay modelos de 4 y 6 ejes.

Al montar los actuadores en, o muy cerca de, la base estacionaria en lugar de en cada junta (como en el caso de un robot articulado), el brazo de un robot Delta puede ser muy ligero. Esto permite un movimiento rápido, lo que hace que los robots Delta sean ideales para operaciones de muy alta velocidad con cargas ligeras.

Un punto importante al comparar robots Delta con otros tipos: el alcance para los robots Delta se define típicamente por el diámetro del rango de trabajo, en oposición al radio desde la base, como en el caso de unidades articuladas y SCARA. Por ejemplo, un robot Delta con 40" de alcance solo tendría la mitad del alcance (20" de radio) de una unidad articulada o SCARA de 40".

4. Robots Cartesianos

Los robots cartesianos suelen constar de tres o más actuadores lineales ensamblados para adaptarse a una aplicación particular. Posicionados sobre un espacio de trabajo, los robots cartesianos pueden elevarse para maximizar el espacio en el suelo y acomodar una amplia gama de tamaños de piezas de trabajo. (Cuando se colocan en una estructura elevada suspendida sobre dos rieles paralelos, los robots cartesianos se denominan «robots pórtico».)

Los robots cartesianos suelen usar actuadores lineales y soportes de montaje estándar, minimizando el costo y la complejidad de cualquier sistema cartesiano «personalizado». Unidades de mayor capacidad también pueden integrarse con otros robots (como robots articulados) como «efectores finales» para aumentar las capacidades del sistema. Dicho esto, la naturaleza personalizada de los robots cartesianos puede hacer que el diseño, la especificación y la programación sean desafiantes o inalcanzables para fabricantes pequeños que buscan un enfoque de «hazlo tú mismo» para la implementación de robótica.

Los robots cartesianos no pueden alcanzar fácilmente el interior o alrededor de obstáculos. Y sus mecanismos deslizantes expuestos los hacen menos adecuados para entornos polvorientos o sucios.

Conclusión

Ya sea que aborde la implementación usted mismo o trabaje con un integrador de sistemas de confianza, conocer los diferentes tipos de robots disponibles le ayudará a seleccionar la mejor máquina. Saber un poco sobre las capacidades y costos asociados con los diferentes tipos de robots es un primer paso crucial para tomar una decisión informada.

Para aprender más sobre las distinciones entre los diferentes tipos de robots en el mercado, descargue la «Guía del Fabricante para Robótica» del representante de la Red Nacional MEP, Catalyst Connection (parte de Pennsylvania MEP), que ayuda a los fabricantes pequeños y medianos a navegar la transformación tecnológica.