Disponibles en una variedad de capacidades de rendimiento y precios, los robots se están volviendo omnipresentes en todo tipo de operaciones de producción industrial. Comprender las capacidades de cada tipo de robot es clave para tomar la mejor decisión para su negocio.

Durante medio siglo, la imagen del gran robot articulado de seis ejes que solda carrocerías de automóviles y camiones se ha quedado fija en la imaginación popular. Los robots se utilizan en sectores tan diversos como la atención médica, los alimentos y bebidas, la fabricación de acero y el almacenamiento, dondequiera que haya tareas repetitivas o desafiantes desde el punto de vista ambiental o ergonómico que se puedan realizar de manera más rápida, más confiable y/o más rentable. Hoy en día, los robots incluso están ensamblando robots nuevos.

Los robots vienen con uno a siete ejes, cada eje proporciona un grado de libertad. Un pórtico cartesiano de dos ejes normalmente traza en los ejes XY o YZ. Un robot de tres ejes tiene tres grados de libertad y realiza sus funciones a través de los ejes XYZ. Estos pequeños robots tienen una forma rígida y no pueden inclinarse ni girar, aunque pueden tener herramientas adjuntas que pueden girar, girar o adaptarse a la forma de una pequeña carga útil. Los robots de cuatro y cinco ejes tienen flexibilidad adicional para rotar e inclinar. Un robot articulado de seis ejes tiene seis grados de libertad: la flexibilidad para mover objetos en cualquier dirección o rotarlos en cualquier orientación. Estos robots de seis ejes generalmente se eligen cuando una aplicación requiere una 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 seis grados de libertad. Son fáciles de programar, vienen con su propio controlador y las secuencias de movimiento y la activación de E/S se pueden programar a través de un control remoto fácil de usar. Pueden tener un alcance considerable, de más de tres metros en determinados modelos. Esta gama de tamaños hace que los robots articulados sean adecuados para una gran cantidad de industrias y aplicaciones que implican la fabricación o el movimiento de materiales o productos terminados.

Por diseño, el robot articulado ocupa un espacio y una huella que no se pueden utilizar para otros fines. También tiene singularidades, es decir, ubicaciones y orientaciones en el espacio circundante al que no puede acceder. Estas limitaciones espaciales requieren precauciones de seguridad más complejas, ya que el robot se utilizará a menudo en zonas donde hay trabajadores presentes.

robots cartesianos
Un robot cartesiano o lineal suele ser un robot de menor costo que consta de un conjunto de actuadores lineales y/o un actuador giratorio en el extremo del brazo para aplicaciones 3D. Estos robots son muy adaptables y fáciles de instalar y mantener. Los trazos y tamaños de cada eje se pueden personalizar según la aplicación. Su alcance y carga útil son independientes entre sí, no entrelazados. El eje lineal se presenta en diversos diseños que lo adaptan aún más a la función que realiza.

La principal limitación del robot cartesiano es su relativa inflexibilidad. Puede acomodar fácilmente el movimiento lineal en tres ejes y la rotación alrededor de un cuarto eje. Sin embargo, es necesario agregar 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 brindan 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 sistemas más grandes.

Robots SCARA
Los robots SCARA están diseñados para aplicaciones de trabajo ligero. Son una versión simplificada de los robots articulados y su simplicidad y pequeño tamaño los hacen fáciles de integrar en las líneas de montaje. Los robots SCARA pueden lograr tiempos de ciclo bastante impresionantes, con gran precisión. Son muy hábiles en funciones como insertar componentes en espacios con tolerancias estrictas mientras mantienen su rigidez en dichos movimientos, lo que los convierte en una opción rentable para muchas aplicaciones de recogida y colocación, así como para el manejo de piezas pequeñas.

robots delta
El robot delta es conocido 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 huella. A menudo se combina con un sistema de visión para seleccionar piezas colocadas aleatoriamente en aplicaciones complejas de clasificación y embalaje. Al igual que los robots articulados y SCARA, generalmente contará con una consola de programación 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 protección o separación adicional del entorno ambiental.

Robots colaborativos
Los robots colaborativos, o cobots, son un desarrollo relativamente reciente con un futuro prometedor para 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 se puede integrar la automatización en la industria. Un cobot puede ser un robot articulado, cartesiano, SCARA o delta. Aunque, a la fecha, la mayoría se catalogarían como articuladas. Vienen con una capacidad de carga útil de 4 a 35 kg, aumentando en tamaño y alcance (también precio) en consecuencia. Existen modelos con hasta siete ejes; este último puede realizar tareas particularmente exigentes desde el punto de vista ergonómico. Los cobots incluso se utilizan como robots independientes en líneas de producción.

Haciendo tu elección
Al abordar una inversión en robótica, se deben considerar todos los aspectos de una aplicación antes de hacer una selección final. Éstos son algunos de los factores más importantes a considerar:

Alcance y carga útil.

Deben ser los primeros criterios a considerar en el proceso de selección de su robot, ya que estos factores pueden acortar inmediatamente la lista de opciones adecuadas. Por ejemplo, una carga grande y pesada descartaría cualquier consideración de tecnologías de manipulación ligeras. Por otro lado, si el alcance es largo pero el peso de la carga útil es bajo, un robot cartesiano de menor costo 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 es así, una opción para el negocio sensible al precio que requiere uno o dos robots podría ser unidades reutilizadas (usadas). Sin embargo, para aplicaciones más simples, como posicionamiento y carga de piezas pequeñas, inserción de piezas electrónicas y carga de cajas y máquinas herramienta (cualquier aplicación en la que dos o tres ejes sean suficientes), ¿por qué pagar por más ejes de los que requiere la aplicación?

Velocidad.

¿La aplicación requiere una tasa de selección alta, como la de un robot delta, o sería suficiente una tasa de selección menor de un pórtico cartesiano o un robot SCARA?

Espacio y huella.

Cada vez más, las huellas de las máquinas y las líneas de producción son preocupaciones clave en la planificación. El espacio es caro y las empresas quieren optimizar la distribución de su planta. Los robots cartesianos y delta aportan una clara ventaja sobre el resto de tecnologías, ya que sólo se pierde espacio vertical, que generalmente es menos crítico.

Ingeniería y Desarrollo de Proyectos.

El tiempo y los gastos de diseño, montaje, instalación y puesta en servicio deben tenerse en cuenta en los costos comparativos, especialmente al incorporar un robot a una máquina o sistema más grande. Los retrasos en la recepción y montaje del robot podrían retrasar todo el proyecto.

Mantenibilidad, reparabilidad y disponibilidad.

El tiempo de inactividad no programado es la pesadilla de todo director de producción. Los robots deberían ser relativamente fáciles de mantener y reparar.

Normalización.

Dentro de una empresa o industria podría ser una consideración válida desde el punto de vista empresarial, incluso si el robot seleccionado no es el mejor adaptado o incluso el más barato pero capaz de realizar el trabajo. A veces, el camino más transitado resultará ser el de menor resistencia (y riesgo).

La proliferación de tecnologías robóticas ha permitido a empresas de todos los tamaños acceder a los beneficios de la automatización. El mejor robot para usted suele ser el que mejor se adapta a su aplicación, no sólo para lograr ganancias de productividad a partir 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 costo inicial y el soporte postventa.