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#Tendencias de productos
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Robots: cómo elegir el adecuado
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Robots articulados, cartesianos, SCARA, Delta o colaborativos.
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Disponibles en una gama de capacidades de rendimiento y precios, los robots se están haciendo omnipresentes en todo tipo de operaciones de producción industrial. Entender las capacidades de cada tipo de robot es clave para hacer la mejor elección para su negocio.
Durante medio siglo, la imagen del gran robot articulado de seis ejes que suelda carrocerías de coches y camiones se ha fijado en el imaginario popular. Los robots se utilizan en sectores tan diversos como la sanidad, la alimentación y las bebidas, la siderurgia y los almacenes, siempre que haya tareas repetitivas o que supongan un reto medioambiental o ergonómico que puedan realizarse de forma más rápida, fiable y/o rentable. Hoy en día, los robots incluso ensamblan nuevos robots.
Los robots vienen con uno a siete ejes, cada uno de los cuales proporciona un grado de libertad. Un pórtico cartesiano de dos ejes suele trazar los ejes X-Y o Y-Z. Un robot de tres ejes tiene tres grados de libertad y realiza sus funciones a través de los ejes X-Y-Z. Estos pequeños robots tienen una forma rígida y no pueden inclinarse o girar por sí mismos, aunque pueden tener herramientas acopladas que pueden girar o rotar o adaptarse a la forma de una pequeña carga útil. Los robots de cuatro y cinco ejes tienen flexibilidad adicional para girar e inclinarse. Un robot articulado de seis ejes tiene seis grados de libertad, es decir, flexibilidad para mover objetos en cualquier dirección o girarlos en cualquier orientación. Estos robots de seis ejes suelen elegirse cuando una aplicación requiere la manipulación compleja de un objeto grande o pesado. Los robots de siete ejes son capaces de realizar orientaciones adicionales para maniobrar herramientas en espacios reducidos. Pueden operar más cerca de la pieza de trabajo que otros robots articulados para ahorrar espacio.
Robots articulados
La popularidad de los robots articulados de seis y siete ejes refleja la gran flexibilidad que permiten los seis grados de libertad. Son fáciles de programar, vienen con su propio controlador y las secuencias de movimiento y la activación de E/S pueden programarse a través de una consola de aprendizaje fácil de usar. Pueden tener un alcance considerable, de más de tres metros en algunos modelos. Esta gama de tamaños hace que los robots articulados sean adecuados para un gran número de industrias y aplicaciones que implican la fabricación o el movimiento de materiales o productos acabados.
Por su diseño, el robot articulado ocupa un espacio y una superficie que no puede utilizarse para otros fines. Además, presenta singularidades, es decir, ubicaciones y orientaciones en el espacio circundante a las que no puede acceder. Estas limitaciones espaciales exigen precauciones de seguridad más complejas, ya que el robot se utilizará a menudo en zonas donde hay trabajadores.
Robots cartesianos
Un robot cartesiano, o lineal, suele ser un robot de menor coste formado por un conjunto de actuadores lineales y/o un actuador rotativo en el extremo del brazo para aplicaciones 3D. Estos robots son muy adaptables y de fácil instalación y mantenimiento. Los recorridos y tamaños de cada eje pueden personalizarse según la aplicación. Su alcance y su carga útil son independientes entre sí, no están entrelazados. El eje lineal está disponible en varios diseños que lo adaptan aún más a la función que realiza.
La principal limitación del robot cartesiano es su inflexibilidad comparativa. Puede acomodar fácilmente el movimiento lineal en tres ejes, y la rotación alrededor de un cuarto eje. Sin embargo, hay que añadir un controlador de movimiento para realizar la rotación alrededor de más de un eje. Los robots cartesianos rara vez se utilizan en situaciones de lavado, ya que no ofrecen suficiente protección contra la entrada de agua. Además, se requiere precisión y minuciosidad en la instalación: cada eje debe estar cuidadosamente alineado y la planitud de la superficie debe ser adecuada, especialmente en los sistemas más grandes.
Robots SCARA
Los robots SCARA están diseñados para aplicaciones ligeras. Son una versión simplificada de los robots articulados, y su sencillez y pequeño tamaño facilitan su integración en las líneas de montaje. Los robots SCARA pueden alcanzar tiempos de ciclo bastante impresionantes, con una gran precisión. Son muy hábiles en funciones como la inserción de componentes en espacios con tolerancias estrechas, manteniendo su rigidez en dichos movimientos, lo que los convierte en una opción rentable para muchas aplicaciones de recogida y colocación, así como para la manipulación de piezas pequeñas.
Robots delta
El robot delta es famoso por su velocidad, con velocidades de recogida de hasta 300/min. Su tipo de montaje lo sitúa por encima de la zona de trabajo, limitando la pérdida de espacio. A menudo se combina con un sistema de visión para recoger piezas colocadas al azar en aplicaciones complejas de clasificación y embalaje. Al igual que los robots articulados y SCARA, suele estar provisto de un teach pendant para facilitar la programación. Los robots Delta se utilizan a menudo en aplicaciones de producción de alimentos pero, al igual que los robots cartesianos, pueden requerir un blindaje adicional o una separación del entorno.
Robots colaborativos
Los robots colaborativos, o cobots, son un desarrollo relativamente reciente con un futuro prometedor al hacer posible la interacción segura entre humanos y máquinas. Al permitir una colaboración directa entre un trabajador y un robot, están añadiendo una dimensión a nuestra comprensión de cómo puede integrarse la automatización en la industria. Un cobot puede ser un robot articulado, cartesiano, SCARA o delta. Aunque, hasta la fecha, la mayoría se clasificarían como articulados. Vienen con una capacidad de carga útil de 4 a 35 kg, y aumentan su tamaño y alcance (también su precio) en consecuencia. Hay modelos con hasta siete ejes; estos últimos pueden realizar tareas especialmente exigentes desde el punto de vista ergonómico. Los cobots se utilizan incluso como robots independientes de la línea de producción.
Cómo elegir
A la hora de abordar una inversión en robótica, hay que tener en cuenta todos los aspectos de una aplicación antes de hacer una selección final. Estos son algunos de los factores más importantes a tener en cuenta:
Alcance y carga útil.
Deben ser los primeros criterios considerados en el proceso de selección del robot, ya que estos factores pueden reducir inmediatamente la lista de opciones adecuadas. Por ejemplo, una carga grande y pesada descartaría cualquier consideración de las tecnologías de manipulación ligera. Por otro lado, si el alcance es largo pero el peso de la carga útil es bajo, un robot cartesiano de menor coste podría ser suficiente.
Flexibilidad.
En una aplicación que requiere cinco o seis grados de libertad, un robot articulado puede ser la única solución viable. Si lo es, una opción para las empresas sensibles al precio que requieren uno o dos robots podrían ser las unidades reutilizadas (usadas). Sin embargo, para aplicaciones más sencillas, como el posicionamiento y la carga de piezas pequeñas, la inserción de piezas electrónicas y la carga de cajas y máquinas herramienta -cualquier aplicación en la que dos o tres ejes sean suficientes-, ¿por qué pagar más ejes de los que requiere la aplicación?
La velocidad.
¿La aplicación requiere una alta velocidad de recogida, como la de un robot delta, o bastaría con una velocidad de recogida menor de un pórtico cartesiano o un robot SCARA?
Espacio y superficie.
Cada vez más, el espacio de la máquina y de la línea de producción es una de las principales preocupaciones a la hora de planificar. El espacio en el suelo es caro y las empresas quieren optimizar la distribución de su planta. Los robots cartesianos y delta ofrecen una clara ventaja sobre las demás tecnologías, ya que sólo se pierde espacio vertical, que suele ser menos crítico.
Ingeniería y desarrollo de proyectos.
El tiempo y los gastos de diseño, montaje, instalación y puesta en marcha deben tenerse en cuenta a la hora de comparar los costes, especialmente si se incorpora un robot a una máquina o sistema más grande. Los retrasos en la recepción y el montaje del robot pueden retrasar todo el proyecto.
Capacidad de mantenimiento, reparación y disponibilidad.
Los tiempos de inactividad no programados son la pesadilla de todo director de producción. Los robots deben ser relativamente fáciles de mantener y reparar.
Estandarización.
Dentro de una empresa o industria puede ser una consideración válida por motivos comerciales, incluso si el robot seleccionado no es el más adaptado o incluso el más barato, pero capaz de hacer el trabajo. A veces, el camino más transitado resulta ser el de menor resistencia (y riesgo).
La proliferación de tecnologías robóticas ha permitido a empresas de todos los tamaños acceder a las ventajas de la automatización. El mejor robot para usted suele ser el que mejor se adapte a su aplicación, no sólo para conseguir el aumento de productividad de la inversión y satisfacer los requisitos técnicos de la aplicación, sino también desde el punto de vista de cuestiones relacionadas como la seguridad de la planta, la utilización del espacio y, por supuesto, el coste de entrada y la asistencia posventa.