Al diseñar un proyecto de automatización que involucre objetos en movimiento o algún tipo de función de movimiento repetitivo, el proyecto se beneficiará de la inclusión de robots. Elegir el tipo correcto de robot reducirá el costo de diseño y aumentará la tasa de éxito. Las aplicaciones simples usan solo un conjunto de movimientos programados repetidos, pero agregar un sistema de visión artificial o agregar un conjunto de dispositivos de detección de campo conectados al sistema de control del robot puede permitir que el robot logre un movimiento adaptativo, que puede cambiar el movimiento real del robot.
Los proveedores de robots pueden ayudar a los usuarios a seleccionar sistemas con capacidades de posicionamiento. Hay muchos videos en Internet que muestran sistemas robóticos en una variedad de movimientos, así que tenga en cuenta que cuando vea estos videos, si son del fabricante, el robot en el video generalmente está operando al límite de su rendimiento. Pero en el uso práctico, no es posible que el robot funcione continuamente cuando su rendimiento está al límite.
Muchos fabricantes de robots ofrecen software de modelado y simulación para ayudar a los clientes a elegir el robot que mejor se adapte a sus necesidades. "LOSTPED" ayuda a definir la información necesaria para desarrollar los parámetros del robot, la carga, la tendencia, la velocidad, el funcionamiento, la precisión, el entorno y el ciclo de la misión son los puntos de datos necesarios para planificar y diseñar correctamente un sistema robótico o cualquier aplicación de control de movimiento.
Hay varios tipos generales de robots que el cliente puede seleccionar. Cada robot tiene algunas características adicionales para personalizar la aplicación de acuerdo con los requisitos del cliente.
Robot multiarticulación
Cuando la mayoría de la gente piensa en robots industriales, se imagina una especie de robot multiarticulado. Este tipo de robot aparece a menudo en comerciales de televisión y videos relacionados con la industria. No existe una definición estricta de un robot multiarticulado, que se describe con una base fija con 4 a 6 ejes de articulaciones. De hecho, hay robots articulados con tan solo 2 ejes y hasta 10 ejes. Además, la herramienta final del brazo robótico (EOAT) puede proporcionar más opciones de movimiento. Una característica estándar de los robots multiarticulares es su capacidad para operar en un espacio o espacio de trabajo 3D. El espacio de trabajo más grande de un robot multiarticular es similar a una esfera y, por lo general, define puntos en el espacio utilizando un sistema de coordenadas polares.
El robot de múltiples articulaciones se usa ampliamente debido a su amplio rango de trabajo, puede colocar la herramienta final del brazo del robot en una cantidad casi infinita de planos en casi cualquier ángulo. Por ejemplo, en soldadura, un robot de múltiples articulaciones que utiliza cualquiera de las dos técnicas de soldadura es más continuo y repetible que un ser humano. Cuando la pieza de trabajo está en una posición fija, la boquilla de soldadura puede ubicar con precisión la distancia, el ángulo y la velocidad óptimos. Incluso si la pieza de trabajo no está perpendicular a la base del robot, el robot puede utilizar el láser 3D y la visión artificial para una inspección precisa y repetible. Otras aplicaciones de los robots multiarticulados incluyen pintura, taladrado, roscado, corte, recogida y colocación, manipulación de materiales, embalaje y montaje.
Entre los tipos de robots discutidos en este documento, los robots de múltiples articulaciones tienen un precio más alto. La programación de movimientos simples de un robot de múltiples articulaciones generalmente se puede lograr enseñando puntos y acciones directamente, y el posicionamiento complejo requiere escribir código para el controlador. Los trabajadores de campo pueden modificar o ajustar la posición del robot.
robot SCARA
El robot de brazo robótico de ensamblaje de cumplimiento selectivo (SCARA) tiene una base firme en una posición fija, su brazo robótico está fijo en el eje z, mientras gira en el eje xy. Hay una articulación del eje xy adicional en el medio del brazo del robot, un actuador lineal en el extremo del brazo hace que el eje Z se mueva a 90 grados con respecto al plano base, y el actuador lineal tiene un eje θ adicional. Así que el robot scara tiene cuatro ejes en total. En muchos sentidos, el robot SCARA imita el movimiento de un brazo humano y el espacio de trabajo más grande del robot es equivalente a una parte de un cilindro.
En funcionamiento, el brazo robótico SCARA puede operar a alta velocidad mientras mantiene un posicionamiento de alta precisión. Si los planos operativos son todos paralelos entre sí, entonces el manejo de materiales y el ensamblaje del producto a menudo se pueden realizar con el brazo robótico SCARA. El uso de un láser de desplazamiento en el extremo de la herramienta permite funciones de instrumentos de medición de coordenadas cúbicas (MMC) de alta velocidad en la línea de montaje. El robot SCARA equipado con un sistema de visión artificial puede completar una inspección precisa sin contacto. La instalación de láseres, cortadores de plasma y enrutadores en el extremo de la herramienta del brazo robótico permite operaciones precisas de grabado, corte y fresado.
El peso del objeto que soporta el robot SCARA crea cargas radiales en sus juntas giratorias, por lo que sus cojinetes deben ser lo suficientemente fuertes para funcionar completamente durante la vida útil esperada del robot. El impulso de la carga del robot SCARA no debe ser tan alto que los motores disminuyan la velocidad y el brazo deje de moverse.
Robot de coordenadas rectangulares
Los robots cartesianos a menudo pueden manejar cargas más pesadas que los robots de articulaciones múltiples o los robots SCARA a un costo menor. El robot de coordenadas rectangulares utiliza la estructura del marco para compartir el peso de la carga (FIG. 3). El robot cartesiano se mueve linealmente en los ejes x, y y z, y también está obligado a moverse dentro de un marco que puede tener cientos o miles de metros o pies de largo. El marco puede ser un deslizamiento lineal estándar o semiestándar y un husillo de bolas, tal arquitectura permite que el robot de tipo de coordenadas rectangulares cambie de propósito si es necesario. El espacio de trabajo del robot de tipo de coordenadas cartesianas es similar a un rectángulo y utiliza un sistema de coordenadas cartesianas para el posicionamiento.
Los robots de coordenadas rectangulares se utilizan a menudo para recoger y colocar productos, pero también para aplicar selladores, enrutadores de control, láseres y máquinas de corte por plasma o cualquier movimiento adecuado para el espacio de trabajo del robot.
robot delta
El robot Delta tiene tres conjuntos paralelos de brazos y actuadores rotativos o lineales. Cuando se aplica una fuerza al actuador, el efector final se mueve en los ejes x, y y z pero no gira. El robot Delta está diseñado para recoger y colocar cargas ligeras, pero otros usos incluyen la impresión 3D, la cirugía y las operaciones de montaje. Los robots Delta usan brazos livianos que tienen muy poca inercia y se mueven muy rápido. A diferencia del manipulador, el robot Delta puede moverse en un movimiento circular de 360-grados dentro de su espacio de trabajo.