Robótica Esencial: Componentes, Configuraciones y Parámetros Clave de Robots Industriales

Definición de Robot según la RIA

Un robot, según la Robotics Industries Association (RIA), es un manipulador multifuncional programable, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales mediante movimientos programados para ejecutar diversas tareas a lo largo de una trayectoria definida.

Componentes de un Robot

• Brazo manipulador: La estructura mecánica que soporta y posiciona el efector final.
• El controlador: La unidad de procesamiento (computadora) que administra y coordina las acciones del robot.
• El efector final: El dispositivo que realiza el trabajo para el cual fue diseñado el robot.
  • Herramientas
  • Grippers (pinzas)
• Los actuadores: Los componentes que generan el movimiento del robot (motores).
  • Hidráulicos
  • Neumáticos
  • Eléctricos

¿Qué es un Gripper y sus Tipos?

El efector final (o gripper) es un dispositivo que se acopla a la muñeca del brazo del robot con la finalidad de ejecutar una tarea específica. La diversidad de efectores finales se debe, precisamente, a las funciones específicas que deben realizar. Estos diversos tipos pueden dividirse en dos grandes categorías: pinzas (o garras) y herramientas.

Los grippers se utilizan para sujetar objetos, generalmente la pieza de trabajo, manteniéndola firme durante el ciclo operativo del robot.

Características de los Grippers de Ventosas

• Solo se requiere una superficie de la pieza para el agarre.
• Aplican una presión de distribución uniforme sobre la superficie de la pieza.
• La pinza posee un peso relativamente bajo.
• Son aplicables a una diversidad de materiales.

¿Qué son los Grados de Libertad de un Robot?

Sin duda, una de las principales características que definen a los robots son los grados de libertad que poseen. Hablar de grados de libertad equivale a referirse al número y tipo de movimientos que puede realizar el manipulador.

• Observando los movimientos del brazo y de la muñeca, es posible determinar el número de grados de libertad que presenta un robot.
• Generalmente, tanto el brazo como la muñeca pueden presentar una variación que va desde uno hasta tres grados de libertad.

Configuraciones Robóticas: Cartesiana, Cilíndrica y Polar

Configuración Cartesiana

• Posee tres movimientos lineales, es decir, tres grados de libertad, que corresponden a los desplazamientos en los ejes X, Y y Z.
• Los movimientos que realiza este robot entre dos puntos se basan en interpolaciones lineales.
• Interpolación, en este contexto, se refiere al tipo de trayectoria que describe el manipulador al desplazarse entre dos puntos.

Configuración Cilíndrica

• Puede realizar dos movimientos lineales y uno rotacional, lo que le confiere tres grados de libertad.
• El robot de configuración cilíndrica está diseñado para ejecutar movimientos mediante interpolación lineal e interpolación por articulación.
• La interpolación por articulación se lleva a cabo mediante la primera articulación, la cual puede realizar un movimiento rotacional.

Configuración Polar

• Posee varias articulaciones, cada una de las cuales puede realizar un movimiento distinto: rotacional, angular y lineal.
• Este robot utiliza la interpolación por articulación para el movimiento de sus dos primeras articulaciones y la interpolación lineal para la extensión y retracción.

¿Qué es un Robot SCARA?

El acrónimo SCARA significa Selective Compliance Assembly Robot Arm.

Este brazo puede realizar movimientos horizontales de mayor alcance gracias a sus dos articulaciones rotacionales. El robot de configuración SCARA también puede realizar un movimiento lineal (mediante su tercera articulación).

Factores Clave en Robótica: Resolución Espacial, Exactitud y Repetibilidad

• La resolución espacial se define como el incremento más pequeño de movimiento que puede ejecutar un robot. Depende directamente del control del sistema y de las inexactitudes mecánicas del robot.
• La exactitud se refiere a la capacidad de un robot para situar el extremo de su muñeca en un punto señalado dentro del volumen de trabajo. Mantiene una relación directa con la resolución espacial, es decir, con la capacidad del control del robot de dividir el volumen de trabajo en incrementos muy pequeños.
• La repetibilidad se refiere a la capacidad del robot de regresar al punto programado cuantas veces sea necesario.