Cuando piensas en un robot industrial, ¿qué te viene a la mente?

Los robots articulados como estos son ampliamente reconocidos, gracias a los comerciales de la compañía de automóviles y las secuencias de baile de robots. Los robots de robots de Scara (cumplimiento selectivo) también se reconocen bien debido a su adopción y proliferación en las fábricas desde principios de la década de 1980. Ambos robots articulados y de Scara, combinan movimiento lineal y rotativo, lo que resulta en maniobrabilidad para tareas complejas. Los robots articulados son análogos al brazo humano, con seis ejes de movimiento: tres traslacionales (lineales) y tres rotacionales (piense en el hombro, el codo y la muñeca). Los robots de Sara tienen cuatro ejes de movimiento: x, y, z y theta (algo así como el brazo, si su hombro estaba inmovilizado).

Menos frecuente en la cultura popular, pero ubicuas en aplicaciones industriales que van desde el empaque hasta la fabricación de semiconductores, son robots cartesianos. Como su nombre lo indica, estos robots funcionan en los tres ejes cartesianos: X, Y y Z, aunque pueden incluir un eje theta para herramientas de fin de armamento. Si bien es menos "sexy" que los robots articulados y Scara, los robots cartesianos son mucho más versátiles, con mayores capacidades de carga para su tamaño y, en muchos casos, una mejor precisión. También son altamente adaptables, ya que los ejes se pueden actualizar o cambiar con relativamente poca reconfiguración para adaptarse a los requisitos de productos o aplicaciones en evolución.

Sin embargo, los robots cartesianos están limitados por su diseño inherentemente en voladizo, lo que limita su capacidad de carga. Esto es especialmente cierto cuando el eje más externo (y o z) tiene una longitud de carrera larga, causando una gran carga de momento en los ejes de soporte. En los casos en que se requieren largos golpes y cargas altas, un robot de pórtico es la mejor solución.

De cartesiano a pórtico:

Un robot de pórtico es un estilo modificado de robot cartesiano, que usa dos ejes x (o base) en lugar del eje base único que se encuentra en los cartesianos. El eje X adicional (y a veces los ejes Y y Z adicionales) permite que el robot maneje cargas y fuerzas más grandes, lo que los hace ideales para la selección y el lugar de cargas útiles o de carga de piezas pesadas. Cada eje se basa en un actuador lineal, ya sea un actuador "casero" ensamblado por el OEM o integrador, o un actuador previamente ensamblado de una compañía de movimiento lineal. Esto significa que hay opciones casi ilimitadas para permitir cualquier combinación de altas velocidades, trazos largos, cargas útiles pesadas y alta precisión de posicionamiento. Los requisitos especiales para entornos hostiles o bajo ruido se incorporan fácilmente, y si la aplicación requiere procesos simultáneos pero independientes para tener lugar, los ejes horizontales se pueden construir con motores lineales que utilizan múltiples carruajes.

Los robots de pórtico generalmente se montan sobre el área de trabajo (de ahí el término común, "pórtico de sobrecarga"), pero si la pieza no es adecuada para manejar desde arriba, como es el caso de las células solares y los módulos, la pórtica se puede configurar para funcionar desde debajo de la parte. Y aunque los robots de pórtico generalmente se consideran sistemas muy grandes, también son adecuados para máquinas de escritorio más pequeñas, incluso de escritorio. Porque un robot de pórtico tiene dos x, ejes base, la carga de momento presentada por los ejes Y y Z, así como la carga útil de trabajo, se resuelven como fuerzas en los ejes X. Esto aumenta significativamente la rigidez del sistema, y ​​en la mayoría de los casos permite que los ejes tengan longitudes de carrera más largas y velocidades más altas que un robot cartesiano similar.

Cuando hay dos ejes en paralelo, es común que solo uno de ellos sea conducido por el motor, para evitar la unión que podría resultar del movimiento ligeramente fuera de sincronización entre los dos. En lugar de conducir ambos ejes, se usa un eje de conexión o un tubo de par para transferir la alimentación del motor al segundo eje. Y en algunos casos, el segundo eje puede ser un "idiota" o seguidor, que consiste en una guía lineal para proporcionar soporte para la carga, pero no hay mecanismo de accionamiento. La decisión de conducir el segundo eje depende de la distancia entre los dos ejes, la tasa de aceleración y la rigidez de la conexión entre ellos. Conducir solo uno en un par de ejes también reduce el costo y la complejidad del sistema.

El dimensionamiento de un robot cartesiano o de pórtico es más complicado que dimensionar un robot Scara o articulado (que generalmente se especifica con tres parámetros: alcance, velocidad y precisión), pero los fabricantes han facilitado el proceso en los últimos años al introducir sistemas preconfigurados y herramientas en línea, como el configurador de rótro de rexRoth, el configurador euro de rexroth o el banquilera de modules 3D. Estas herramientas permiten al usuario especificar la orientación y el tamaño de los ejes, así como un trazo básico, carga y parámetros de velocidad. Downloadable CAD files are also a standard offering from Cartesian and gantry robot manufacturers, making them easy to integrate into a design or workflow layout, much like SCARA and articulated robots.While articulated and SCARA robots are easily recognized, and Cartesian robots are widely deployed, the gantry design overcomes their inherent limitations in load, speed, reach, and repeatability, with an unmatched level of customization and Flexibilidad. En una palabra, los robots de pórtico ofrecen la mejor combinación de carga útil y accidente cerebrovascular.