Hay un robot para casi cualquier tarea, lo cual es muy útil hasta el momento en que usted tiene que elegir.
La manera útil de pensarlo no es "cuál robot es el mejor" sino "qué forma de movimiento necesita mi proceso". Cada tipo intercambia velocidad contra flexibilidad contra capacidad de carga contra espacio ocupado. Elija aquel cuyos compromisos coincidan con su problema y el resto del diseño se vuelve más fácil.
SCARA
Selective Compliance Assembly Robot Arm. Cuatro ejes. Rígido en vertical, complaciente en horizontal.
Hecho para trabajo rápido y repetible sobre un plano: pick and place, ensamble de piezas pequeñas, atornillado, dispensado. Un SCARA moviendo piezas entre dos puntos sobre una mesa le gana a un brazo de seis ejes haciendo el mismo trabajo, y cuesta menos.
La limitación es la misma que la fortaleza. No puede aproximarse en ángulo. Si su pieza necesita inclinarse, girarse o presentarse en algo que no sea directamente hacia abajo, un SCARA es la herramienta equivocada.
Elíjalo cuando: se requiere alta velocidad, alta repetibilidad y todo ocurre en un solo plano.
Delta
Tres o cuatro ejes, montado en lo alto, con los motores en la base y brazos ligeros que bajan hacia la pieza. Esa geometría es lo que lo hace rápido, porque hay muy poca masa en movimiento.
Los robots delta son lo más rápido de la categoría para cargas ligeras. Recolección a alta velocidad desde un transportador en movimiento, casi siempre con visión, casi siempre alimentos, farmacéutica o bienes de consumo pequeños.
La capacidad de carga es baja, con frecuencia uno o dos kilogramos, y la envolvente de trabajo es un domo plano en vez de una esfera.
Elíjalo cuando: la tasa es muy alta, las piezas son muy ligeras y se recoge desde un transportador.
Articulado de seis ejes
El que la mayoría se imagina. Seis grados de libertad, lo que significa que puede llegar a una posición desde casi cualquier ángulo.
Esa flexibilidad es la razón por la que domina. Atención de máquina, soldadura, manejo de materiales, ensamble, dispensado, paletizado. Rodea obstrucciones, se aproxima en ángulos compuestos y maneja cargas desde unos cuantos kilogramos hasta varias toneladas.
Los compromisos son reales. Más ejes significan programación más compleja y, en general, ciclos más lentos que un SCARA o un delta haciendo trabajo plano sencillo. Usted paga en velocidad por un movimiento que tal vez no necesite.
Elíjalo cuando: el proceso necesita orientación, no solo posición. Que es lo que pasa en la mayoría de la automatización especial.
Carga pesada
Sigue siendo de seis ejes, pero es otra conversación de ingeniería. Máquinas con capacidad desde varios cientos de kilogramos hasta los miles.
En una celda aeroespacial usamos un FANUC M-2000iA/2300, con capacidad de 2,300 kg, para manejar trenes de aterrizaje y componentes estructurales.
El robot es la parte sencilla. El piso no lo es. La masa y la carga dinámica de una máquina de ese tamaño, acelerando y frenando con una pieza completa en el gripper a lo largo de miles de ciclos, imponen exigencias estructurales muy por encima de una losa industrial normal. En ese proyecto la fosa se excavó a seis pies y se reforzó con varilla en toda su extensión.
Elíjalo cuando: la pieza es genuinamente pesada. Y entonces presupueste la cimentación, no solo el robot.
Robots colaborativos
Diseñados con límites de fuerza y velocidad para poder trabajar cerca de personas sin guardas completas.
Son genuinamente útiles en tareas de baja tasa donde el enrejado no es práctico, donde el robot trabaja junto a un operador, o donde la celda tiene que moverse de lugar. El detalle es que el caso de seguridad no es automático. "Colaborativo" describe al robot, no a su aplicación. Un cobot sosteniendo una herramienta filosa o una pieza pesada sigue necesitando un análisis de riesgos, y puede seguir necesitando guardas.
También son más lentos. Los límites de seguridad son límites de velocidad.
Elíjalo cuando: la tasa es baja, el espacio se comparte con personas y el análisis de riesgos lo respalda.
Cartesianos y pórticos
Ejes lineales en ángulo recto. Nada glamorosos, y muchas veces correctos.
Envolventes de trabajo grandes, cargas altas, movimiento simple y, con frecuencia, más baratos por metro cúbico de alcance que un brazo articulado más un riel. Buenos para paletizado, carga de máquina a lo largo de un claro grande y cualquier cosa donde haya que cubrir un rectángulo amplio.
Elíjalo cuando: la envolvente es grande y rectangular, y el movimiento es simple.
Mecanismos de propósito específico
A veces la respuesta no es un robot.
Una mesa indexadora que lleva piezas por seis estaciones le gana a un robot haciendo la misma secuencia, más barato y en menos espacio de piso. Un escape bien diseñado, una unidad de pick and place o un mecanismo de leva sencillo pueden ganarle a un brazo programable en una tarea fija de alta tasa.
Los robots se ganan su lugar por su flexibilidad. Si la tarea nunca va a cambiar y la tasa es alta, la flexibilidad es algo que usted está pagando y no está usando.
Vea Elogio de un caballo de batalla de la automatización: la mesa indexadora.
Un atajo
| Si el factor que decide es | Empiece por |
|---|---|
| Velocidad pura, piezas ligeras, desde transportador | Delta |
| Velocidad sobre un solo plano | SCARA |
| Orientación y alcance rodeando obstrucciones | Articulado de seis ejes |
| Una pieza genuinamente pesada | Seis ejes de carga pesada, y una cimentación seria |
| Trabajar junto a personas a baja tasa | Colaborativo, con un análisis de riesgos real |
| Una envolvente rectangular grande | Cartesiano o pórtico |
| Secuencia fija, tasa muy alta, nunca cambia | Mecanismo de propósito específico, quizá sin robot |
Lo que de verdad lo decide
En la práctica, la selección del robot rara vez es la parte difícil de un proyecto. El herramental lo es.
El robot mueve la pieza. El herramental de punta de brazo tiene que sujetarla, sostenerla a lo largo del proceso y lidiar con que llegue en el límite de su tolerancia. En la mayoría de las celdas que construimos, el herramental lleva más ingeniería que la elección del robot, y es donde el proyecto se gana o se pierde.
Elija un robot que cubra con holgura su carga y su alcance, y gaste la discusión en el gripper.