Para elegir un robot, primero se evalúan las necesidades de la aplicación. Esto comienza con el perfilado de la carga, la orientación, la velocidad, el desplazamiento, la precisión, el entorno y el ciclo de trabajo del trabajo, a veces llamados parámetros LOSTPED.

1. Cargar.

La capacidad de carga de un robot (definida por el fabricante) debe superar el peso total de la carga útil, incluyendo cualquier herramienta, en el extremo del brazo robótico. La limitación de los robots SCARA y de seis ejes reside en que soportan cargas en brazos extendidos. Consideremos un centro de mecanizado que fabrica conjuntos de rodamientos de 100 kg o más. Esta carga útil supera la capacidad de todos los robots SCARA o de seis ejes, excepto los más grandes. En cambio, un robot cartesiano típico puede recoger y colocar dichas cargas con facilidad, ya que su estructura de soporte y sus rodamientos soportan de forma constante todo el rango de movimiento.
Incluso cuando una carga pesada está dentro de la capacidad de un robot, puede reducir la precisión. Por ejemplo, recoger y colocar artículos de 50 kg está dentro del rango de carga útil tanto de los robots SCARA como de los cartesianos. Sin embargo, 50 kg se encuentra en el límite superior de la capacidad de un SCARA típico, por lo que se requieren controles y componentes más costosos para manejar el par. Además, los robots SCARA típicos pueden colocar cargas pesadas con una precisión de 0,1 mm, ya que el peso desvía el brazo y reduce la capacidad del robot para posicionar la carga de forma consistente y precisa. Sin embargo, los robots cartesianos con actuadores de husillo de bolas y cojinetes de apoyo bien espaciados pueden colocar repetidamente cargas de 50 kg o más con una precisión de 10 µm.

2. Orientación

Depende de cómo esté montado el robot y de cómo ubique las piezas o productos que se mueven. El objetivo es que la huella del robot se ajuste al área de trabajo. Si el pedestal de un robot SCARA o de seis ejes, ya sea montado en el suelo o en línea, crea una obstrucción, estos robots podrían no ser la mejor opción. Si la aplicación solo requiere movimiento en unos pocos ejes, se pueden montar robots cartesianos de estructura pequeña en posición elevada y sin estorbar. Sin embargo, para la manipulación de piezas complejas o para trabajos que requieren cuatro o más ejes de movimiento, la estructura de un robot cartesiano puede representar demasiadas obstrucciones, y un robot SCARA pequeño, que a veces requiere tan solo 200 mm² de espacio y cuatro pernos en un pedestal, podría ser más adecuado.
Otro factor es la orientación de las piezas. Los robots SCARA y de seis ejes pueden rotar piezas, lo que supone una ventaja para manipular piezas o herramientas en diversos ángulos y posiciones. Para lograr una flexibilidad similar, algunos robots cartesianos cuentan con subcomponentes llamados módulos de alimentación que mueven cargas ligeras en el eje Z. Normalmente, los módulos de alimentación utilizan una varilla de empuje con husillo de bolas para mover piezas o herramientas a lo largo del eje Z en aplicaciones de manipulación, recogida y colocación, y alimentación. Los robots cartesianos también pueden incorporar actuadores rotatorios para proporcionar capacidades de orientación adicionales.

3. Velocidad y viajes.

Además de las capacidades de carga, los catálogos de los fabricantes de robots también incluyen las capacidades de velocidad. Un factor clave al elegir robots para aplicaciones de pick-and-place es el tiempo de aceleración en distancias considerables. Los robots cartesianos pueden acelerar a 5 m/s o más, rivalizando con el rendimiento de los robots SCARA y de seis ejes.
Los robots cartesianos también son adecuados cuando las aplicaciones implican grandes alcances. Esto se debe a que los diseñadores pueden modificarlos y ampliarlos rápidamente según sea necesario con módulos de hasta 20 m de longitud. La velocidad y la distancia se pueden personalizar aún más mediante la elección de correa, motor lineal o actuador de husillo de bolas. Por el contrario, los brazos articulados suelen estar prediseñados para un alcance determinado, como por ejemplo, 500 mm.

4. Precisión de posición.

Los robots SCARA y de seis ejes cuentan con índices de precisión predefinidos que facilitan la determinación de la repetibilidad de sus movimientos. Sin embargo, estos robots limitan a los diseñadores a un único nivel de precisión al momento de la compra. Los usuarios finales pueden ampliar los robots cartesianos o de pórtico a una gran variedad de niveles de precisión modificando el actuador, incluso a 10 µm, con un husillo de bolas. Para una menor precisión y reducir costos, los usuarios finales pueden cambiar una transmisión neumática o por correa y un actuador diferente para obtener una precisión de 0,1 mm.
La precisión es clave en aplicaciones de alta gama, como las máquinas herramienta. Estos robots cartesianos requieren mejores componentes mecánicos, como mesas de bolas con raíles mecanizados con precisión y actuadores de husillo de bolas. Para aplicaciones donde los brazos robóticos SCARA y de seis ejes no pueden mantener la precisión debido a la deflexión del brazo, considere un robot cartesiano con rodamientos lineales de alta precisión. La separación entre rodamientos minimiza la deflexión, lo que permite posicionar el efector final con mayor precisión.
Aunque las áreas de trabajo pequeñas favorecen a los robots SCARA o de seis ejes, a veces su complejidad y mayor coste resultan innecesarios. Un ejemplo de mejor rendimiento de los robots cartesianos es la fabricación de pipetas médicas de gran volumen. En este caso, un robot extrae las pipetas de un molde y las inserta en un soporte transportado por una máquina de automatización secundaria. Los robots SCARA y de seis ejes son viables porque su precisión de 0,1 mm es suficiente en esta aplicación. Sin embargo, la deflexión es problemática cuando el robot maneja pipetas más pequeñas, de 3 mm. Además, la falta de espacio para un pedestal dentro de la celda favorece a los robots de pórtico.

5. Medio ambiente.

Dos factores que determinan el mejor robot son el entorno de trabajo y los riesgos del propio espacio. Un tercer factor, si un robot se adaptará a una sala limpia, generalmente no es un problema, ya que todos los tipos de robots se fabrican en versiones para salas limpias.
Los pedestales de los robots SCARA y de seis ejes suelen ser compactos, lo cual resulta práctico en espacios reducidos. Sin embargo, esto puede ser irrelevante si los instaladores pueden montar el bastidor de soporte del robot en altura o en la pared. Por el contrario, para aplicaciones con interferencias mecánicas, como cuando un robot debe acceder a cajas para extraer piezas, los brazos de seis ejes suelen ser los más adecuados. Los robots de seis ejes suelen ser más caros que los cartesianos, pero el gasto se justifica si no es posible ejecutar la aplicación sin secuencias de movimiento complejas.
Factores ambientales como el polvo y la suciedad también influyen en la selección del robot. Los fuelles pueden cubrir las articulaciones de los robots SCARA y de seis ejes, y diferentes tipos de sellos protegen los actuadores del eje Z. En salas blancas con purgas de aire, los robots cartesianos permiten a los diseñadores encapsular los actuadores lineales en una estructura IP65 que minimiza la entrada de agua y polvo. Además, los sellos de alto rendimiento pueden encapsular muchos de los componentes estructurales de los ejes.

6. Ciclo de trabajo.

Este es el tiempo que tarda en completarse un ciclo de operación. Los robots que funcionan continuamente las 24 horas del día, los 7 días de la semana (como en el cribado de alto rendimiento y la fabricación farmacéutica) llegan al final de su vida útil antes que aquellos que solo funcionan 8 horas al día, cinco días a la semana. Aclare estos problemas con antelación y adquiera robots con intervalos de lubricación largos y bajos requisitos de mantenimiento para evitar problemas posteriores.