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

1. Cargar.

La capacidad de carga de un robot (definida por el fabricante) debe exceder el peso total de la carga útil, incluidas las herramientas, en el extremo del brazo del robot. Lo que limita a SCARA y a los robots de seis ejes es que soportan cargas en brazos extendidos. Considere un centro de mecanizado que fabrica conjuntos de rodamientos de 100 kg o más. Esa carga útil supera las capacidades de todos, excepto de los robots SCARA o de seis ejes más grandes. Por el contrario, un robot cartesiano típico puede recoger y colocar este tipo de cargas con facilidad, porque su marco de soporte y sus cojinetes soportan consistentemente todo el rango de movimiento.
Incluso cuando una carga pesada está dentro de la capacidad de un robot, puede degradar la precisión. Por ejemplo, recoger y colocar artículos de 50 kg está dentro del rango de carga útil de los robots SCARA y cartesianos. Pero 50 kg es el límite superior de las capacidades típicas de un SCARA, por lo que se necesitarán controles y componentes más costosos para manejar el par. Es más, los robots SCARA típicos pueden colocar cargas útiles pesadas con un margen de error de 0,1 mm, ya que el peso desvía el brazo y degrada la capacidad del robot para posicionar la carga de manera consistente y precisa. Pero 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 un margen de error de 10 µm.

2. Orientación

Depende de cómo esté montado el robot y de cómo sitúe las piezas o productos que se mueven. El objetivo es hacer coincidir la huella del robot con el área de trabajo. Si el piso o el pedestal montado en línea de un robot SCARA o de seis ejes crea una obstrucción, entonces dichos robots pueden no ser la mejor opción. Si la aplicación solo necesita movimiento en unos pocos ejes, entonces los robots cartesianos de estructura pequeña pueden montarse por encima y fuera del camino. Pero para la manipulación de piezas complejas o trabajos que necesitan cuatro o más ejes de movimiento, la estructura de un robot cartesiano puede presentar demasiadas obstrucciones, y un pequeño robot SCARA, que a veces requiere sólo 200 mm2 de espacio y cuatro pernos en un pedestal, puede ser más adecuado.
Otro factor es la orientación de la pieza. SCARA y los robots de seis ejes pueden rotar piezas, una ventaja para manipular piezas o herramientas en varios ángulos y posiciones. Para obtener una flexibilidad similar, algunos robots cartesianos tienen subcomponentes llamados módulos de alimentación que mueven cargas útiles ligeras en el eje Z. Normalmente, los módulos de alimentación utilizan una varilla de empuje de 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 giratorios para proporcionar capacidades de orientación adicionales.

3. Velocidad y desplazamiento.

Además de las clasificaciones de carga, los catálogos de fabricantes de robots también enumeran las clasificaciones de velocidad. Una consideración clave al elegir robots para aplicaciones de recogida y colocación son los tiempos de aceleración en distancias significativas. Los robots cartesianos pueden acelerar a 5 m/seg o más, rivalizando con el rendimiento de SCARA y los robots de seis ejes.
Los robots cartesianos también tienen sentido cuando las aplicaciones implican tramos largos. Esto se debe a que los diseñadores pueden modificar y ampliar rápidamente los robots cartesianos según sea necesario con módulos de hasta 20 m de largo. La velocidad y la distancia se pueden personalizar aún más mediante la elección de correa, motor lineal o actuador de tornillo de bolas. Por el contrario, los brazos articulados suelen estar prediseñados para un alcance determinado, como 500 mm, por ejemplo.

4. Precisión de posición.

Los robots SCARA y de seis ejes tienen índices de precisión predefinidos que facilitan la determinación de la repetibilidad de sus movimientos. Pero estos robots limitan a los diseñadores a un nivel de precisión en el momento de la compra. Los usuarios finales pueden actualizar los robots cartesianos o de pórtico a innumerables niveles de precisión cambiando el actuador, incluso a 10 µm, con un husillo de bolas. Para obtener 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. Esos robots cartesianos necesitan mejores componentes mecánicos, como mesas con rieles de bolas mecanizados con precisión y actuadores de husillo de bolas. Para aplicaciones donde 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 espacio entre cojinetes minimiza la deflexión para que el efector final pueda posicionarse con mayor precisión.
Aunque las áreas de trabajo pequeñas favorecen a los robots SCARA o de seis ejes, a veces la complejidad y el mayor costo de estos robots son innecesarios. Un ejemplo en el que los robots cartesianos funcionan mejor es en una aplicación de fabricación de pipetas médicas de gran volumen. Aquí, un robot toma pipetas de un molde y las inserta en una rejilla transportada por una máquina de automatización secundaria. Los robots SCARA y de seis ejes son viables porque una precisión de 0,1 mm es suficiente en esta aplicación. Pero la desviación 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 cuál es el mejor robot son el entorno ambiental del entorno de trabajo y los peligros en el espacio mismo. Una tercera consideración, si un robot entrará en una sala limpia, generalmente no es un problema porque todos los tipos de robots se fabrican en versiones para sala limpia.
Los pedestales de SCARA y de los robots de seis ejes tienden a ser compactos, lo cual resulta útil en espacios limitados. Pero esto puede ser irrelevante si los instaladores pueden montar el marco de soporte del robot en lo alto o en una pared. Por el contrario, para aplicaciones con interferencia mecánica, como cuando un robot debe meter la mano en cajas para sacar piezas, los brazos de seis ejes suelen ser los más adecuados. Los robots de seis ejes suelen costar más que los cartesianos, pero el gasto se justifica si no hay forma de ejecutar la aplicación sin secuencias de movimiento complejas.
Los factores ambientales como el polvo y la suciedad también afectan la selección del robot. Los fuelles pueden cubrir las juntas SCARA y de robots de seis ejes, y diferentes tipos de sellos protegen los actuadores del eje Z. Para salas limpias que utilizan purgas de aire, los robots cartesianos permiten a los diseñadores encerrar los actuadores lineales en una estructura IP65 que minimiza la entrada de agua y polvo. Además, los sellos de alto rendimiento pueden encerrar muchos de los componentes estructurales de los ejes.

6. Ciclo de trabajo.

Esta es la cantidad de tiempo que lleva completar un ciclo de operación. Los robots que funcionan continuamente las 24 horas del día, los 7 días de la semana (como en la detección de alto rendimiento y la fabricación farmacéutica) llegan al final de su vida útil antes que los que funcionan sólo 8 horas al día, cinco días a la semana. Aclare estos problemas con anticipación y obtenga robots con intervalos de lubricación prolongados y bajos requisitos de mantenimiento para evitar que se agraven más adelante.