Robots Industriales, Qué son y Cómo elegirlos

Tipos de robots industriales: qué son y cómo elegirlos

La norma ISO TR/8373-2.3 define el robot industrial como: “Un manipulador multigrado de libertad, gobernado automáticamente, reprogramable y polivalente que puede ser fijo o móvil para su uso en aplicaciones de automatización industrial“.

Los orígenes de la robótica industrial

El primer robot industrial fue creado en 1959 por George Devol y Joseph Engelberger y pesaba cerca de dos toneladas, demasiado pesado en comparación con los que se instalan hoy en día en las islas robotizadas.

La primera instalación en una línea industrial tuvo lugar en 1961 en GM Ternstedt en Trenton, Nueva Jersey. A finales de los años 60, los robots industriales también aterrizaron en Europa y comenzó una difusión concreta de esta herramienta. Sin embargo, se trataba de estructuras de acero con motores hidráulicos lentos e imprecisos.

Los grados de libertad y las capacidades de carga de los primeros robots eran limitados y las primeras aplicaciones industriales se dieron en el campo de la automoción. De hecho, los robots estaban equipados con pinzas de soldadura para soldar y ensamblar carrocerías. Los primeros ejemplos de uso masivo fueron los de Nissan en Japón y Fiat (1972) en Italia, donde se utilizaron varios robots para la soldadura de los coches, un invento italiano adoptado, posteriormente, por todas las industrias automovilísticas.

Por tanto, está claro que, a pesar de las evidentes limitaciones iniciales, los grandes empresarios de la historia supieron ver el infinito potencial de estas herramientas y, desde entonces, su evolución no se ha detenido.

 

Los robots industriales hoy en día

Los distintos tipos de robots industriales disponibles en el sector de la automatización industrial han evolucionado en los últimos años, siendo cada vez más compactos, de alto rendimiento y versátiles.

Hoy en día, los robots realizan trabajos precisos en el ámbito industrial, como el taladrado, el paletizado, el almacenamiento, el servicio CNC, el rectificado, el fresado, la pintura, el esmaltado y el corte por láser, especialmente en zonas de trabajo difíciles, salvaguardando así la salud de los trabajadores.

En la evolución de los robots industriales han jugado un papel muy importante algunas de las marcas que han invertido recursos en investigación y desarrollo y que normalmente integramos en nuestras líneas automatizadas e islas robotizadas: KUKA, ABB, Kawasaki, FANUC.

Robots Industriales Que son y Como elegirlos  - Robots Industriales, Qué son y Cómo elegirlos

Características de los robots industriales

  • Grado de libertad, versatilidad de uso, gracias a la utilización de herramientas de distinta naturaleza como parte terminal del manipulador
  • adaptabilidad a situaciones no conocidas a priori, gracias al uso de sensores
  • Zona de trabajo, precisión de posicionamiento, gracias a la adopción de técnicas de control de retroalimentación
  • Repetibilidad de la ejecución, gracias a la programabilidad de diversas operaciones.
  • Nivel de programabilidad
  • Carga a sostener

Tipos de robots industriales

Podemos clasificar los robots industriales en 5 tipos:

  1. Robots cartesianos (robots de pórtico, robots xyz o ICS = Integrated Combination System): son una combinación de dos o más ejes eléctricos lineales o giratorios. Como tal, son el tipo de robot con la cinemática más sencilla y fácil de controlar. Cada eje tiene un solo grado de libertad.
  2. Robots antropomórficos (o articulados) de 6 ejes: es el robot más flexible. Con 6 grados de libertad, puede reproducir casi todos los movimientos de un brazo humano, incluidos los de la mano. Por esta razón, incluso para las funciones de movimiento más complejas, una sola máquina suele ser suficiente. Es adecuado para operaciones de manipulación y/o ensamblaje en puntos con coordenadas x,y,z extremadamente variadas. Se utiliza mucho en el sector de la automoción para el ensamblaje y la soldadura de piezas, pero puede emplearse en cualquier ámbito industrial.
  3. Robot SCARA (acrónimo de Selective Compliant Assembly Robot Arm): es un robot diseñado para realizar operaciones rápidas y precisas. Nació a principios de los años 70 tras la observación de que los ciclos de movimiento más frecuentes se consiguen con 4 ejes (= 4 grados de libertad). La ventaja de este tipo de robot sobre otros es que sólo se utiliza un eje para levantar una pieza. Esto simplifica la estructura y la hace más fiable. En un plano horizontal se mueven 2 brazos articulados, articulados en un extremo con un eje vertical fijo, mientras que en el otro extremo libre hay un eje Z. Con respecto a este último eje es posible moverse verticalmente y girar.
  4. Robot Delta: este tipo de robot está formado por tres brazos unidos por juntas universales en la base. La característica clave del diseño está en los brazos, que mantienen la orientación del dispositivo final. Está diseñada específicamente para optimizar la velocidad y la versatilidad de la recogida y la manipulación a alta velocidad de componentes pequeños en diversas industrias, como la alimentaria, la farmacéutica y la electrónica. Los robots Delta están disponibles con 3, 4 o 6 ejes. Su exclusiva estructura cinemática paralela y su gran área de trabajo las convierten en candidatas ideales para las aplicaciones de automatización más complejas. Proporcionan una rápida aceleración y una alta velocidad, y tienen unos niveles de rendimiento extraordinarios que reducen al mínimo el número de robots necesarios en una línea y limitan la disposición de la producción.
  5. Junto a los robots, existe otra categoría muy especial, la de los robots colaborativos o Cobots: son tipos de robots diseñados para trabajar en contacto con los humanos. El modelo más conocido es sin duda el Yumi de ABB. Es un tipo que se utiliza a menudo en el ámbito médico/farmacológico. Para ser un cobot, el fabricante o integrador del robot debe cumplir una serie de normas específicas. De hecho, los cobots en general sólo pueden moverse alrededor de las personas a ciertas velocidades, no pueden sobrecalentarse y deben evitar el contacto humano deteniéndose o cambiando de dirección.

Niveles de robots industriales y complejidad de las aplicaciones

En el ámbito de las aplicaciones industriales, los robots pueden clasificarse en tres niveles:

  1. Robots de primer nivel: El primer nivel se caracteriza por robots cuya finalidad es realizar, de forma consecutiva y repetitiva, una tarea específica programada mediante un software especial. El ejemplo clásico del uso de este robot se da en la fase de ensamblaje de los productos, donde la automatización sustituye al hombre en operaciones repetitivas que resultan agotadoras y, por tanto, están sujetas a caídas de la calidad del producto. Además del tipo de tarea, también es posible establecer la velocidad que caracterizará a cada una de las operaciones, garantizando así un aumento de la productividad en la empresa.
  2. Robots de segundo nivel: son robots mucho más flexibles, capaces de adaptarse de forma autónoma a la variación de las condiciones de funcionamiento; por ejemplo, son robots dotados de sistemas de visión e inteligencia artificial, capaces de identificar el objeto a manipular y realizar sencillos cambios de trayectoria y/o lógica de gestión (siempre dentro del programa preestablecido).
  3. Robots de tercer nivel: son robots capaces de tomar decisiones de forma autónoma (no previstas por el fabricante) mediante redes neuronales. En la actualidad, este tipo de robots sigue siendo objeto de estudio porque son muy complejos.

¿Cómo elegir el tipo de robot industrial adecuado?

La elección de un determinado tipo de robot, para que sea una automatización industrial realmente eficaz para su empresa, está estrechamente relacionada con muchos factores. Veámoslos..

Pasted into Robots Industriales Que son y Como elegirlos 1 1 - Robots Industriales, Qué son y Cómo elegirlos

 

El tipo de aplicación industrial

Este parámetro contiene muchas preguntas:

  • ¿Qué objeto debe manipular el robot?
  • ¿Qué operación de mecanizado debe realizar?
  • ¿Qué volumen y peso tiene el objeto?
  • ¿Qué prestaciones debe ofrecer el robot?

Porque a cada aplicación le corresponden modelos de robots específicos.

Tomemos, por ejemplo, la aplicación de la soldadura: no se puede hacer con todos los tipos de robots. Se suelen utilizar robots antropomórficos con características específicas.

Espacios disponibles

A menudo, algunas empresas necesitan automatizaciones más pequeñas. Algunos robots son más adecuados para aplicaciones compactas.

Presupuesto

El presupuesto para invertir es un parámetro muy importante para una empresa. Cada automatización puede diseñarse en función del tipo de aplicación que se desea realizar, respetando las limitaciones presupuestarias.

Normalmente los robots, con el mismo tipo de aplicación, tienen precios similares. Son entonces las distintas marcas las que, en determinadas circunstancias, pueden mostrar fluctuaciones de precios al ofrecer accesorios y funcionalidades adicionales.

Plazos de entrega

Puede ocurrir que algunos modelos estén disponibles antes que otros y, por tanto, por necesidad, se favorezca la compra de un modelo. Todo depende de la urgencia del proyecto.

Estética

Algunos modelos de robots industriales pueden satisfacer sus gustos más que otros porque, por ejemplo, se integran mejor con el resto de su maquinaria, a veces sólo en términos de diseño o color.

Un detalle fundamental: el integrador del sistema

La elección del robot adecuado desempeña sin duda un papel fundamental en el éxito del proyecto, pero un peso específico aún mayor es quizá el del integrador del sistema. Y hay que distinguir inmediatamente entre integrador de sistemas y revendedor.

El integrador de sistemas es capaz de garantizar de forma autónoma un paquete completo que incluye el suministro de la máquina debidamente configurada y equipada, la instalación, la formación, el mantenimiento y la asistencia integral. El integrador del sistema puede transferir sus conocimientos al cliente en cualquier momento y guiarle en la integración del robot en su empresa. Además, puede realizar sesiones de demostración para que los clientes puedan experimentar el potencial de un robot en una aplicación concreta.

Por el contrario, el minorista sólo proporciona el aparato y, en algunos casos, sólo el contacto del fabricante de la máquina y los posibles accesorios. No siempre es capaz de dar asistencia directa y realizar modificaciones o personalizaciones. Así que, a menudo, el revendedor sólo tiene el papel de intermediario.

Es evidente que un integrador de sistemas válido aporta un enorme valor añadido al robot, ya que permite explotar plenamente sus potencialidades en cualquier ámbito operativo.

Pin It on Pinterest

Shares