Descripción general de los robots industriales

La tendencia en las aplicaciones lineales y rotacionales convencionales se está alejando de los robots para orientarse hacia sistemas energéticamente eficientes y optimizados en costes, ya que los fabricantes a menudo no requieren todas las funciones, los grandes tamaños y los grados de libertad que proporcionan los robots.

Aunque según las normas DIN se consideran robots industriales, los sistemas de manipulación cartesiana ofrecen operaciones más sencillas y energéticamente eficientes que la mayoría de los robots de brazo articulado de 4 a 6 ejes. La norma DIN EN ISO 8373 define un robot industrial como un manipulador multipropósito, reprogramable y controlado automáticamente, programable en tres o más ejes, que puede ser fijo o móvil para su uso en aplicaciones de automatización industrial. Sin embargo, la segmentación de estos sistemas varía según su función, flexibilidad y respuesta dinámica.

Los sistemas de manipulación cartesiana y los robots convencionales de 4 a 6 ejes presentan una superposición considerable en cuanto a flexibilidad y respuesta dinámica, pero difieren en su sistema mecánico. Según la aplicación, los sistemas de manipulación cartesiana se controlan mediante un PLC sencillo (que el usuario puede ya tener) para movimientos punto a punto, o mediante un sistema de control complejo con funciones robóticas, como el seguimiento de trayectorias. Los robots de 4 a 6 ejes siempre requieren un sistema de control robótico complejo.

Además, los sistemas de manipulación cartesiana requieren menos espacio para el movimiento y se adaptan con mayor facilidad a las condiciones de la aplicación, tanto de forma personalizada como modular. El espacio de trabajo se puede adaptar fácilmente modificando la longitud de los ejes.

La cinemática se configura, por lo tanto, para adaptarse a los requisitos de la aplicación, a diferencia de los robots convencionales, donde los periféricos de la aplicación deben adaptarse al sistema mecánico y cinemático del robot. El sistema mecánico de un sistema de manipulación cartesiana forma parte, en consecuencia, de la solución integral y debe integrarse en el sistema completo.

Personalización y versatilidad: ventajas claras

A diferencia de las soluciones estándar con robots de 4 a 6 ejes disponibles en el catálogo, los sistemas de manipulación cartesiana se pueden personalizar de forma modular para adaptarse a la aplicación (véase la figura 3). Estos sistemas prácticamente no requieren las limitaciones que suelen presentar los robots convencionales. Con un robot convencional, algunas partes de la aplicación deben adaptarse a los requisitos y capacidades del robot. Además, la tendencia hacia la estandarización y el uso de componentes producidos en masa reduce el coste de las soluciones cartesianas en comparación con los robots convencionales.

Además, es posible combinar diferentes tecnologías de accionamiento con sistemas de manipulación cartesianos. Para cada eje se seleccionan los accionamientos neumáticos, servoneumáticos y eléctricos adecuados para la aplicación, con el fin de lograr un movimiento óptimo en términos de eficiencia, respuesta dinámica y funcionalidad.

Los sistemas de manipulación cartesianos, al ser de cinemática serial, poseen ejes principales para el movimiento rectilíneo y ejes auxiliares para la rotación. El sistema actúa simultáneamente como guía, soporte y accionamiento, y debe integrarse al sistema completo de la aplicación, independientemente de la estructura del sistema de manipulación.