Clasificación y Parámetros Clave de Robots Industriales

Clasificación y Características de Robots Industriales

Tipos de Robots Industriales

La clasificación de los robots industriales se basa principalmente en la configuración geométrica de sus articulaciones y ejes de movimiento:

• Robots Cartesianos:
  • Posicionamiento mediante articulaciones lineales.
  • Ofrecen movimientos lineales de alta precisión en zonas de trabajo de un plano o planos paralelos.
• Robots Cilíndricos:
  • Presentan un giro en la base y dos desplazamientos perpendiculares entre sí.
  • Utilizan coordenadas cilíndricas. Son de fácil control y rápidos, empleados cuando no existen obstáculos en la trayectoria.
• Robots Polares o Esféricos:
  • Compuestos por dos articulaciones rotacionales y una lineal.
  • Usan coordenadas polares.
• Robots SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm):
  • Poseen dos articulaciones rotacionales (ejes X, Y) y una lineal (eje Z).
  • Son rápidos, económicos y precisos. Trabajan exclusivamente en planos perpendiculares a su eje Z.
• Robots Angulares o Antropomórficos:
  • Se caracterizan por tener 3 articulaciones principales de tipo rotativas.
  • Emplean coordenadas angulares para determinar las posiciones de su elemento terminal.
  • Reciben el nombre de antropomórficos porque simulan la estructura del brazo humano.
  • Ofrecen gran accesibilidad y maniobrabilidad, siendo rápidos y ocupando poco espacio.

Especificaciones Técnicas Fundamentales

Para definir y seleccionar un robot, es crucial entender sus parámetros operativos:

1. Área de Trabajo

Es el volumen espacial al que puede llegar el extremo del robot. Está determinado por el tamaño, la forma y el tipo de eslabones que componen el manipulador.

2. Grados de Libertad (GDL)

Cada uno de los movimientos independientes que puede realizar una articulación en función de la anterior. El número de grados es igual al número de ejes o articulaciones. Determina la accesibilidad del robot y la capacidad de orientar su herramienta terminal. El número necesario puede aumentar según la complejidad de la aplicación.

3. Resolución

Representa la mínima variación de movimiento que puede realizar un robot en su elemento principal. Su valor depende directamente de la unidad de control.

4. Precisión

Se define como la distancia entre el punto que ha sido programado y el punto que es realmente alcanzado por el robot.

5. Repetitividad

Es el grado de exactitud en la repetición de un movimiento específico. Generalmente, este parámetro es considerado más importante que la resolución y la precisión en muchas aplicaciones industriales.

6. Velocidad

Los valores de velocidad varían en función de la carga que transporta el robot. Puede expresarse como la velocidad de cada una de sus articulaciones o como la velocidad media de sus extremos (TCP). Este dato es muy relevante en los cálculos de tiempos de ciclo.

7. Capacidad de Carga

Es la capacidad nominal que el robot puede transportar sin que sus prestaciones dinámicas disminuyan. Siempre debe considerarse la configuración del robot más desfavorable. Se debe incluir el peso de las piezas a transportar más el peso de la herramienta utilizada por el robot en la manipulación.

Definición e Integración de una Nueva Herramienta

La correcta integración de la herramienta final (End-Effector) es vital para el rendimiento del sistema:

Consideraciones Importantes sobre el TCP (Tool Center Point):

• La posición del robot y todos sus movimientos deben estar siempre referidos al sistema de coordenadas de la herramienta (TCP).
• Un sistema de coordenadas de la herramienta definido con mayor exactitud resulta en un mayor rendimiento operativo.
• Es fundamental conocer el peso de la herramienta y la ubicación precisa de su centro de gravedad.

La definición del TCP puede realizarse mediante un Sistema manual (midiendo las coordenadas del TCP) o un Sistema Automático (requiriendo la enseñanza de 4 posiciones con la herramienta montada).

Sistemas de Coordenadas

Los sistemas de referencia utilizados en robótica incluyen:

Coordenadas: Base, Mundo u Objeto

Estos sistemas definen el marco de referencia absoluto o relativo para la programación y el control de los movimientos del efector final del robot.