Evita los errores comunes en la prototipación de robots: 5 fallos clave y consejos de expertos

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Publicado el 16 de noviembre de 2020 | Por WayKen Rapid Manufacturing

Los robots son máquinas altamente complejas y basadas en la ciencia que pueden sustituir la mano de obra humana o realizar tareas que ni siquiera nosotros somos capaces de completar. A lo largo de los años, se han producido muchos sistemas robóticos diferentes para ayudar en la carga, inspección y control de numerosas áreas industriales. Los desarrolladores de robots deben acelerar el ritmo si quieren ser competitivos en el mercado. Por eso, la prototipación rápida de robots es un área obligatoria que un buen diseñador debe dominar para tener éxito. A continuación, se presentan algunos errores comunes en la prototipación de robots que cometen los principiantes, junto con consejos para evitarlos.

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Sobrediseño

Los diseñadores son perfeccionistas y se esfuerzan por hacer que su invención sea funcional y estéticamente agradable. A menudo se olvidan de sí mismos y hacen lo mismo con los prototipos rápidos. Diseñan todas las superficies complejas y detalladas de la carcasa robótica, y el fabricante del prototipo se rasca la cabeza y cotiza que necesitaría medio año para lograr el nivel de detalle requerido y mecanizar las piezas con todos los compuestos ligeros y duraderos que mencionó el diseñador.

Los prototipos rápidos deben simplificarse al máximo. Si hiciera una comparación, diría que el diseño final es una lanza, mientras que un prototipo rápido es solo un palo. No hay necesidad de perder tiempo valioso creando todas las superficies estéticas cuando puedes tomar un bloque de plástico o madera del mismo peso y tamaño, montar la electrónica y verificar si el dispositivo se mueve como se supone, incluso si solo es para unas pocas pruebas.

Dejarse llevar por las funciones del prototipo

Los robots modernos suelen tener una multitud de funciones y su diseño final es muy complejo para encajar todas las características en la carcasa. Algunos diseñadores creen necesario incluir todas las funciones del producto final en el prototipo y, como resultado, acaban desperdiciando semanas e incluso meses añadiendo esto y aquello, corrigiendo esta área y mejorando esa característica. Todo este tiempo el prototipo permanece en la instalación de fabricación y el proceso de desarrollo se detiene mientras el diseñador dedica toneladas de tiempo a perseguir el prototipo perfecto.

Los prototipos rápidos de robots no deben ser perfectos. Un único prototipo rápido tiene como objetivo verificar una o dos características. Por ejemplo, el peso que puede levantar una mano robótica y la altura a la que puede levantarlo. No hay razón para montar cámaras de detección de objetos y mecanismos de sujeción en un prototipo así; puedes fijar el peso en la mano con tornillos para todo el bien que haría. Sin embargo, una vez que hayas terminado con un prototipo rápido simple y hayas probado algún problema que tenías, puedes hacer el diseño final más nítido y mejor.

Olvidar los componentes estándar

Los robots son muy complejos porque representan una mezcla de hardware y software complejos. Una mano robótica debe tener dedos metálicos fuertes, pero también debe ser capaz de agarrar con la fuerza mínima requerida para no dañar la pieza. A las empresas robóticas les gusta idear y patentar nuevas piezas funcionales, como unidades de visión por computadora, sistemas de control, etc. Cuanto más original es el diseño, mejor. Sin embargo, lo contrario ocurre con un prototipo rápido del robot. Cuanto más tiempo dediques a fabricar piezas personalizadas, menos tiempo tendrás para realizar pruebas.

Por eso es importante nunca olvidar los componentes estándar. Puedes crear muchos tipos diferentes de prototipos de robots utilizando servomotores simples, controladores, cámaras, diodos, etc. No solo ahorras tiempo y dinero fabricando piezas personalizadas para herramientas de prototipos de robots, sino que potencialmente puede mejorar tu diseño original o simplificarlo, reduciendo el precio del robot.

Utilizar herramientas de robot que no son necesarias

Muchos fabricantes de prototipos tienen una serie de herramientas que utilizan para desarrollar secuencias de procesamiento y, a menudo, usan un conjunto predeterminado de esas herramientas para la mayoría de los trabajos. Por ejemplo, los talleres de prototipos utilizan ampliamente herramientas de máquinas CNC. Sin embargo, ¿es necesario usar mecanizado CNC en todos los casos o quizás sería más fácil usar una herramienta de máquina manual simple y omitir el paso en el que necesitas escribir un programa NC, cargar las herramientas en el sistema, etc.? Lo mismo se puede decir de los diseñadores de prototipos. Quizás baste con hacer un boceto a lápiz en lugar de crear un modelo CAD detallado de un prototipo que se probará durante un par de días y se desechará.

Las herramientas modernas de fabricación y desarrollo son excelentes, pero siempre debes evaluar la necesidad de su uso. En la prototipación rápida, intenta siempre fabricar el prototipo con tus manos a partir de la nada en el menor tiempo posible. Muchos prototipadores de robots hacen cajas de cartón para prototipos de prueba de concepto porque no tiene sentido fabricar elementos duraderos para un modelo tan efímero. Dedican poco tiempo a un prototipo, pero este aguanta las pruebas y eso es todo. Han desperdiciado casi ningún recurso mientras tú sigues fresando todas las piezas del brazo robótico.

Frustrarse por los fallos

Crear un gran diseño desde cero en una sola iteración es una tarea casi imposible. Tendrías que ajustar solo los controles de movimiento del robot durante meses y meses usando el método de prueba y error. Dado que la industria robótica es joven, no hay suficientes recomendaciones de diseño, lo que aumenta la complejidad. Sin embargo, aunque la experiencia en esta industria no es vasta, los requisitos sí lo son. Especialmente para robots colaborativos. Por eso inevitablemente fallarás.

Pero eso está bien. Cuanto más falles, más perfecto será tu diseño y los prototipos rápidos están ahí para ayudarte. Piensa en ellos como vasos desechables para el real que estás fabricando. Los prototipos rápidos de robots ayudarán a tu imaginación a ver la verdadera reacción de los objetos físicos ante diferentes situaciones y las formas en que se resuelven esas situaciones. Al fallar con prototipos rápidos, estás destinado a tener éxito con el robot final real.