Tipos de robots industriales y sus usos

Cuando hablamos de un robot industrial, lo hacemos sobre un término que abarca muchos tipos de dispositivos. Y es que, aunque el ámbito de la robótica industrial es muy amplio, que avanza a pasos agigantados y en el que las empresas líderes invierten gran cantidad de recursos en I+D, se puede distinguir con claridad una clasificación general de tipología de robots industriales.

¿Qué es un robot industrial y qué es lo que le caracteriza como tal?

Tomando como referencia a los dos organismos internacionales más reconocidos como la Federación Internacional de Robótica y la Asociación de Industrias Robóticas, podemos encontrar dos definiciones que se basan en la norma ISO 8373:

·           Un robot industrial es un manipulador multifuncional, controlado automáticamente, reprogramable en tres o más ejes, que puede estar fijo o móvil para uso en aplicaciones de automatización industrial.

·           Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable capaz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas.

Analizando las dos descripciones, es posible sacar varias conclusiones sobre los robots industriales:

·           Son multifuncionales, es decir, pueden cumplir con distintas tareas. Esto los convierte en una herramienta imprescindible en muchos tipos de industria a la hora de optimizar procesos y ahorrar gastos.

·           Son reprogramables. Un robot puede ser calibrado constantemente dependiendo de la tarea que se le haya asignado. Por lo tanto, el componente humano juega un papel importante. Son los técnicos y operarios quienes programan los dispositivos para que estos cumplan con los objetivos establecidos. Dependiendo del grado de automatización, necesitarán mayor o menor asistencia de los seres humanos.

 Características de los robots industriales

Una vez analizada la definición de qué es un robot industrial, debemos saber qué es lo que lo caracteriza y que variables existen a la hora de clasificarlos:

1.        Grado de libertad: ¿Cuántas articulaciones componen un robot?

2.        Zona de trabajo: ¿Cuánto espacio dispone para realizar su tarea?

3.        Carga a sostener: ¿Cuál es el peso mínimo que puede aguantar? ¿Y, el máximo?

4.        Velocidad de acción: ¿Cuáles son las velocidades mínima y máxima que puede alcanzar?

5.        Nivel de programabilidad: ¿Cuánta independencia tiene del operario?

 Tipos de robots industriales

·           ROBOT CARTESIANO

Son robots perfectos para soldar, de ahí a que sea uno de los más utilizados en este sector. Ofrecen precisión, rentabilidad y facilidad en su programación y uso. ¿Qué ejemplo ilustra este tipo de robot? Una impresora 3D. Es un robot industrial cuyos 3 ejes principales (X, Y, Z) de control son lineales y forman ángulos rectos unos respecto de otros. Su estructura puede ser de tipo voladizo o en pórtico. Son muy rápidos, precisos, de fácil control y de elevada capacidad de carga. Se utilizan en aplicaciones que requieren movimientos lineales de alta precisión. Sus aplicativos principales son la manipulación, almacenamiento, paletizado, carga y descarga.

·           ROBOT SCARA

La palabra SCARA hace referencia a las siglas Selective Compliant Assembly Robot Arm. Se trata de un robot industrial con 4 libertades de movimiento, X, Y, Z siendo el eje Z rotativo. Estos robots son conocidos por sus rápidos tiempos de trabajo, su elevada repetitividad, gran capacidad de carga y su amplio campo de aplicación. Generalmente se utilizan para operaciones de montaje o inserción de componentes. Este brazo robótico se utiliza mucho para el pick & place en el sector industrial. Aunque también funciona con el mismo número de ejes que el cartesiano, tiene más grado de libertad que el anterior ya que, además, puede realizar un movimiento de rotación. Al ser muy preciso en movimientos, suele utilizarse para la inserción de componentes en productos. Estos dos robots son los que realizan los movimientos más básicos dentro de la industria. Cuando hacen movimientos más específicos, aparecen los siguientes tipos:

Robot cíclico o redundante

La redundancia en robótica industrial se da cuando un dispositivo tiene más grados de libertad que los necesarios. El robot cíclico trabaja de tal manera que cuenta con varias posturas para una misma posición. Es decir, es capaz de poner la pinza o herramienta que realiza la tarea en una determinada posición a través de diferentes posturas.

Robot de seis ejes

También se les denomina como robots de 6 tipos de libertad. ¿Cuál es su cualidad más destacada? Que es muy flexible gracias a las tres orientaciones que tiene su herramienta o pinza. Las tareas de carga y descarga de material suelen automatizarse en las fábricas gracias a los robots de seis ejes.

Robot de doble brazo

Tal y como dice su propio nombre, este robot cuenta con dos brazos robóticos que trabajan juntos simultáneamente en una tarea determinada. Debido a las múltiples funciones que realizan y las capacidades con las que cuentan (ajustar la fuerza debida, reconocer objetos o tomar decisiones propias) son robots muy complejos y de elevado coste económico

·           ROBOT ANGULAR VERTICAL O ROBOT ANTROPOMÓRFICO 

Este robot posee 3 articulaciones de posicionamiento y simula los movimientos de un brazo humano. El primer eje se corresponde con el brazo, el segundo con el antebrazo y el tercero con la muñeca. Dentro de esta tipología de robot encontramos robots de 5 ejes, 6 ejes y 7 ejes. En cuanto a este último, lo que le diferencia del de 6 ejes es que la base está montada sobre una guía lineal (track), la cual le permite moverse hacia adelante y hacia atrás.

EJEMPLO: ROBOTS Y APLICACIONES PARA EL PROCESO DE SOLDADURA

Este robot posee una gran accesibilidad y maniobrabilidad, es rápido y ocupa poco espacio con relación al campo de trabajo que abarca. La integración de estos robots va acompañada de medidas de seguridad específicas. Se utilizan para aplicaciones de soldadura, ensamblaje, aportación de materiales, pintura y paletizado.

·           ROBOT COLABORATIVO 

En lo referente a este robot, podemos decir que se trata de un robot antropomórfico, pero de dimensiones y peso menor a los anteriormente descritos. Se trata de robots más manejables, de fácil programación y que no necesitan medidas de protección específicas.

Dada su dimensión, permite cargar menos volumen de producto y de menor peso. Además de ello, su velocidad es inferior a la de los robots industriales. Por otro lado, permiten una mayor flexibilidad, ya que pueden ser transportados fácilmente de una fase a otra del proceso.

·           AGVs (Automatic Guided Vehicle) 

Podemos identificar estos robots como vehículos autónomos cuya aplicabilidad va muy ligada a la logística interna de la empresa. También son adecuados para la integración sobre ellos de un robot colaborativo, el cual deba desplazarse de una fase a otra del proceso productivo.

¿QUÉ APORTAN LOS ROBOTS EN EL MUNDO INDUSTRIAL?

Podemos decir que la robotización de procesos tiene dos grandes objetivos, por un lado, la reducción de costes, y por el otro, un incremento de la producción y la calidad. Dentro de ellos, podemos encontrar los siguientes beneficios relacionados con la implantación de esta tecnología:

·           Mejora de la disponibilidad: trabajo continuado e ininterrumpido durante 24 horas.

·           Mejora en los tiempos de proceso: reducción de tiempos de ciclo y reducción de los cuellos de botella.

·           Mejora la flexibilidad: permite realizar diferentes actividades.

·           Mejora la calidad: tienen un alto grado de precisión.

·           Requiere menos espacio físico que los procesos manuales.

·           Reduce la dependencia de mano de obra: disminuye el coste de rotación del personal.

·           Reduce los problemas de salud y seguridad: pueden realizar tareas no ergonómicas o de riesgo para las personas.

·           Reduce el coste de capital, debido a que esta tecnología cada vez más consume menos energía y requiere de menos mantenimiento.

Una vez determinada la importancia y los beneficios que nos aporta la robotización de procesos, hablaremos de los tipos de robots industriales existentes en el mercado actual.

¿CÓMO IDENTIFICO QUÉ ROBOT ES EL MEJOR PARA UNA APLICACIÓN DETERMINADA?

Los aspectos que las empresas deben tener en cuenta a la hora de determinar la alternativa robótica óptima se basan en los siguientes puntos:

·           Objetivo de la automatización, es decir, qué se pretende automatizar, tipo de trabajo a realizar y qué tipo de contacto se espera que tengan el robot y el operario. Es importante preguntarse si en el proceso que se pretende robotizar es necesaria la interacción con el humano y si la misma debe ser continua o puntual.

·           Tiempos de ciclo y velocidad

·           Capacidad de carga.

·           Área de trabajo.

·           Flexibilidad que se requiere.

·           Precisión y repetitividad

Una vez tengamos claro los puntos anteriores, estaremos más preparados para identificar que robot será el que mejor se adapte a nuestras necesidades. Hay que destacar que es necesario buscar siempre un equilibrio entre velocidad y precisión.

Fuente: https://www.edsrobotics.com/blog/tipos-robots-industriales-usos/

y https://www.vld-eng.com/blog/tipos-de-robots-industriales/

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