Para elegir un robot, primero evalúe las necesidades de la aplicación. Esto comienza con la caracterización de la carga de trabajo, la orientación, la velocidad, el desplazamiento, la precisión, el entorno y el ciclo de trabajo, parámetros que a veces se denominan 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 radica en que soportan cargas con los brazos extendidos. Consideremos un centro de mecanizado que fabrica conjuntos de rodamientos de 100 kg o más. Dicha carga útil supera las capacidades de todos los robots, excepto los SCARA o de seis ejes más grandes. En cambio, un robot cartesiano típico puede recoger y colocar estas cargas con facilidad, ya que su bastidor y rodamientos soportan de forma consistente todo el rango de movimiento.
Incluso cuando una carga pesada está dentro de la capacidad de un robot, puede afectar la precisión. Por ejemplo, recoger y colocar objetos 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 las capacidades típicas de un SCARA, por lo que se requerirán controles y componentes más costosos para soportar el par. Además, los robots SCARA típicos pueden colocar cargas pesadas con una precisión de 0,1 mm, ya que el peso flexiona el brazo y reduce la capacidad del robot para posicionar la carga con precisión de forma consistente. En cambio, los robots cartesianos con actuadores de husillo de bolas y cojinetes de soporte bien espaciados pueden colocar repetidamente cargas de 50 kg o más con una precisión de 10 µm.

2. Orientación

Depende de cómo se monte el robot y cómo coloque las piezas o productos que se mueven. El objetivo es que el espacio que ocupa el 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, supone una obstrucción, entonces estos robots podrían no ser la mejor opción. Si la aplicación solo requiere movimiento en unos pocos ejes, los robots cartesianos de tamaño reducido pueden montarse en altura, sin estorbar. Pero para la manipulación de piezas complejas o trabajos que requieren cuatro o más ejes de movimiento, la estructura de un robot cartesiano puede presentar demasiadas obstrucciones, y un pequeño robot SCARA, que a veces solo requiere 200 mm² de espacio y cuatro tornillos en un pedestal, puede ser más adecuado.
Otro factor es la orientación de las piezas. Los robots SCARA y de seis ejes pueden rotar las piezas, lo que resulta ventajoso para manipularlas o utilizar herramientas en diversos ángulos y posiciones. Para lograr una flexibilidad similar, algunos robots cartesianos incorporan módulos de alimentación que desplazan cargas ligeras en el eje Z. Generalmente, estos módulos utilizan un husillo de bolas para mover las 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 rotativos para proporcionar capacidades de orientación adicionales.

3. Velocidad y desplazamiento.

Además de la capacidad de carga, los catálogos de los fabricantes de robots también incluyen la velocidad nominal. Un factor clave a la hora de elegir robots para aplicaciones de recogida y colocación es el tiempo de aceleración en distancias considerables. Los robots cartesianos pueden acelerar a 5 m/s o más, igualando el rendimiento de los robots SCARA y de seis ejes.
Los robots cartesianos también son útiles en aplicaciones que requieren grandes distancias. Esto se debe a que los diseñadores pueden modificarlos y extenderlos 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 del actuador: correa, motor lineal o husillo de bolas. En cambio, los brazos articulados suelen estar prediseñados para un alcance determinado, como por ejemplo 500 mm.

4. Precisión de posicionamiento.

Los robots SCARA y de seis ejes tienen índices de precisión predefinidos que facilitan la determinación de la repetibilidad de sus movimientos. Sin embargo, al adquirirlos, los diseñadores se ven limitados a un único nivel de precisión. Los usuarios finales pueden mejorar la precisión de los robots cartesianos o de pórtico, alcanzando una gran variedad de niveles, simplemente cambiando el actuador, incluso hasta 10 µm, mediante un husillo de bolas. Para obtener una menor precisión y reducir costes, pueden optar por un accionamiento neumático o por correa y un actuador diferente para lograr una precisión de 0,1 mm.
La precisión es fundamental en aplicaciones de alta gama como la fabricación de herramientas para máquinas. Estos robots cartesianos requieren componentes mecánicos de mayor calidad, como mesas de bolas mecanizadas con precisión y actuadores de husillo de bolas. Para aplicaciones donde los robots SCARA y los brazos robóticos de seis ejes no pueden mantener la precisión debido a la deflexión del brazo, considere un robot cartesiano con cojinetes lineales de alta precisión. El espaciado de los cojinetes minimiza la deflexión, lo que permite posicionar el efector final con mayor exactitud.
Si bien los espacios de trabajo reducidos favorecen los robots SCARA o de seis ejes, en ocasiones su complejidad y mayor coste resultan innecesarios. Un ejemplo donde los robots cartesianos funcionan mejor es en la fabricación de pipetas médicas de alto volumen. En este caso, un robot extrae las pipetas de un molde y las coloca en un bastidor transportado por una máquina de automatización secundaria. Los robots SCARA y de seis ejes son viables porque una precisión de 0,1 mm es suficiente para esta aplicación. Sin embargo, la desviación se convierte en un problema cuando el robot manipula pipetas más pequeñas de 3 mm. Además, la falta de espacio para un pedestal dentro de la celda favorece el uso de robots de pórtico.

5. Medio ambiente.

Dos factores que determinan el robot más adecuado son las condiciones ambientales del área de trabajo y los riesgos presentes en el espacio. Un tercer aspecto, si el robot puede operar en una sala blanca, generalmente no representa un problema, ya que todos los tipos de robots se fabrican en versiones para salas blancas.
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 se puede montar la estructura de soporte del robot en el techo o en la pared. En cambio, para aplicaciones con interferencias mecánicas, como cuando un robot debe acceder al interior de cajas para extraer piezas, los brazos de seis ejes suelen ser la opción más adecuada. Los robots de seis ejes generalmente cuestan más que los cartesianos, pero el gasto se justifica si no existe otra forma de 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 distintos tipos de juntas protegen los actuadores del eje Z. Para salas blancas con purga 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, las juntas de alto rendimiento pueden proteger 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 de forma continua (24/7, como en el cribado de alto rendimiento y la fabricación farmacéutica) llegan al final de su vida útil antes que aquellos que funcionan solo 8 horas al día, cinco días a la semana. Aclare estas cuestiones con antelación y adquiera robots con intervalos de lubricación prolongados y bajos requisitos de mantenimiento para evitar problemas posteriores.