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#Tendencias de productos
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¿Qué son los robots cartesianos?
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Pick and place, Transferencia de proceso a proceso, Sistema de montaje, Aplicación de adhesivos y selladores, Paletizado y despaletizado, Maquinaria CNC, Soldadura de precisión por puntos.
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La geometría de coordenadas cartesianas es un método excelente para representar el espacio tridimensional en un sistema numérico sencillo y fácil de entender. En el sistema cartesiano para el espacio tridimensional, hay tres ejes de coordenadas que son perpendiculares entre sí (ejes ortogonales) y se encuentran en el origen.
Los tres ejes se denominan generalmente eje x, eje y y eje z. Cualquier punto del espacio tridimensional se representa con tres números (x, y, z). X representa la distancia del punto desde el origen a lo largo del eje x, y es la distancia desde el origen a lo largo del eje y, y z es la distancia desde el origen a lo largo del eje z.
Robots cartesianos (pórtico)
Los robots mecatrónicos que utilizan ejes lineales para el movimiento se denominan robots cartesianos, robots lineales o robots de pórtico. Los robots de pórtico tienen un aspecto similar al de las grúas de pórtico y funcionan de forma parecida. Pero los robots de pórtico no se limitan a funciones de elevación y movimiento. Pueden tener funciones personalizadas según las necesidades.
Los robots cartesianos tienen una estructura superior que controla el movimiento en el plano horizontal y un brazo robótico que acciona el movimiento vertical. Pueden diseñarse para moverse en los ejes x-y o x-y-z. El brazo robótico se coloca en el andamio y puede moverse en el plano horizontal. El brazo robótico tiene un efector o una máquina-herramienta acoplada al extremo del brazo, dependiendo de la función en la que se utilice.
Aunque los robots cartesianos y los robots de pórtico se utilizan indistintamente, los robots de pórtico suelen tener dos ejes x mientras que los robots cartesianos sólo tendrán uno de los dos/tres ejes (según la configuración).
¿Cómo funcionan?
Los robots cartesianos sólo se mueven mediante movimientos lineales, generalmente a través de servomotores. Los actuadores lineales utilizados pueden ser de diversas formas según la aplicación específica. El sistema de accionamiento puede ser por correa, por cable, por tornillo, neumático, por cremallera o por motor lineal. Algunos fabricantes proporcionan robots cartesianos completamente prefabricados que pueden implementarse sin ninguna modificación. Otros fabricantes ofrecen diferentes componentes en forma de módulos, lo que permite al usuario implementar una combinación de estos módulos según su caso de uso específico.
Los propios brazos robóticos pueden estar equipados con "visión" o ser "ciegos" en las operaciones. Se les pueden acoplar sensores de luz o cámaras para identificar los objetos antes de ejecutar una acción. Por ejemplo, los robots cartesianos pueden utilizarse en laboratorios para recoger y mover muestras. La visión asistida por ordenador puede utilizarse para reconocer el tubo de ensayo, las pipetas o los portaobjetos y el brazo puede coger el objeto según los datos de posición transmitidos por la cámara.
La ventaja de los robots cartesianos sobre otros sistemas robóticos, como los de seis ejes, es que son muy fáciles de programar. Un solo controlador de movimiento puede manejar la lógica de movimiento de un robot cartesiano. Los robots sólo tienen movimiento lineal, lo que facilita el control. No es necesario un complejo conjunto de PLCs y microchips para el control del movimiento de los robots cartesianos. Este mismo atributo facilita la programación del movimiento del robot.
Características y ventajas
Los robots cartesianos tienen una mayor capacidad de carga útil en comparación con sus equivalentes de seis ejes. Esto, combinado con el menor coste y la facilidad de programación de los robots lineales, los hace adecuados para una gran variedad de aplicaciones industriales. Los robots de pórtico, que son esencialmente robots cartesianos con andamios de apoyo, pueden transportar cargas útiles aún mayores. La gama de movimientos de los robots lineales puede ampliarse añadiendo módulos compatibles al mecanismo existente. Esta modularidad en los robots cartesianos los hace mucho más versátiles y tienen una vida más larga en un entorno industrial.
Los robots cartesianos también presentan un alto nivel de exactitud y precisión en comparación con sus homólogos rotativos. Esto se debe al hecho de que sólo tienen movimiento lineal y no necesitan acomodar el movimiento rotatorio. Los robots cartesianos pueden tener tolerancias del orden de micrómetros (μm), mientras que los robots de seis ejes suelen tener tolerancias del orden de milímetros (mm).
Aplicaciones de los robots cartesianos
La versatilidad, el menor coste y la facilidad de programación hacen que los robots cartesianos sean viables para muchas aplicaciones en entornos industriales. Veamos algunas de ellas.
Recogida y colocación
El brazo robótico está equipado con alguna variación del dispositivo de visión para identificar diferentes componentes de un carrusel o una cinta transportadora. El brazo puede recoger estos objetos y clasificarlos en diferentes contenedores. La recogida y la clasificación pueden ser realizadas por un solo brazo robótico.
Transferencia de proceso a proceso
En una línea de producción habrá casos en los que las mercancías del proceso deban transferirse de un lugar a otro. Puede realizarse mediante robots lineales de doble accionamiento. Pueden utilizarse con sistemas de visión o de sincronización temporal, dependiendo del resto del proceso.
Sistema de montaje
Cuando hay que repetir los mismos pasos una y otra vez para ensamblar las piezas de un producto, se pueden utilizar robots lineales para automatizar las tareas.
Aplicación de adhesivos y selladores
Muchos procesos de producción implican la aplicación de adhesivos o selladores entre las piezas. Se utiliza desde la fabricación de grandes automóviles hasta la producción de pequeños aparatos electrónicos. Los adhesivos y selladores deben aplicarse en cantidades muy precisas y en el lugar correcto. El brazo robótico del robot lineal puede conectarse con un dispensador de fluidos de alta precisión y los adhesivos y sellantes pueden aplicarse con gran exactitud.
Paletización y despaletización
El embalaje utiliza palés para transportar las mercancías con facilidad. Los robots cartesianos pueden utilizarse para automatizar tanto la colocación de los productos en los palés como su retirada de los mismos.
Maquinaria CNC
Las máquinas basadas en controles numéricos por ordenador se utilizan para crear productos según los diseños realizados en programas de diseño de ingeniería. Las máquinas CNC utilizan ampliamente robots lineales con diferentes herramientas acopladas a los brazos robóticos.
Soldadura de precisión por puntos
En determinados procesos de fabricación se requiere una soldadura especializada. Los robots lineales con brazos de soldadura pueden lograr soldaduras exactas en lugares precisos de la superficie de trabajo. El alto nivel de tolerancia en el rango de los micrómetros (μm) es útil en tales aplicaciones.
Hay muchas más aplicaciones industriales para los robots lineales. Entre ellas se encuentran los agentes dispensadores, las máquinas base de ensambladoras y probadoras, las unidades de inserción, los dispositivos de apilamiento, la automatización del sellado, la manipulación de materiales, el almacenamiento y la recuperación, el corte, el trazado y la clasificación.