Hoy en día, la robótica industrial desempeña un papel importante en las industrias para conseguir la máxima eficacia, seguridad y ventaja competitiva en el mercado actual, ya que las soluciones de fabricación automatizada son muy útiles (1).
Una de éstas soluciones que se han vuelto indispensable es el brazo robot industrial que, con su automatización ha logrado ejecutar diversas tareas sin necesidad de que el capital humano intervenga.
En este artículo te explicamos cuáles son las ventajas que pueden brindar este tipo de robots y sus aplicaciones para diversas industrias.
¿Qué es un brazo robótico industrial?
Un brazo robótico industrial es una máquina que está programada para ejecutar un trabajo específico de manera rápida, eficiente y extremadamente precisa. También conocido como brazo robótico industrial o simplemente como brazo robot, este tipo de autómatas usualmente son impulsados por un motor, el cual hace que se efectúen ciclos repetitivos de tareas durante largos períodos de tiempo (2).
Se le nombra brazo robot porque están diseñados para operar con un rango de movimiento que imita o es similar al del brazo humano (3).
Componentes
Al igual que otros robots industriales, los brazos robot industriales constan de un sistema específico de componentes para poder ejecutar sus labores como son: el controlador, sensores, brazo robótico, efector final y accionamiento; sin embargo, la parte más importante son los ejes; es decir, cada una de las líneas con las cuales el robot se puede desplazar (1).
Para que un brazo robótico sea considerado industrial debe tener al menos, un mínimo de 3 ejes; no obstante, hay robots que pueden tener hasta 10 o más (3).
Además de los componentes anteriores, el brazo robótico industrial también puede incluir actuadores, sensores, sistemas de visión, sistemas de energía y componentes de software (4).
En el pasado, los brazos robóticos industriales requerían enseñanza para efectuar sus tareas; pero con las nuevas tecnologías, pueden operar con mayor precisión y consistencia.
Actualmente, el brazo robótico industrial se ha vuelto un autómata usual en las líneas de producción de diferentes sectores. Si bien fueron utilizados inicialmente para labores en la industria automotriz, los avances tecnológicos han permitido que otras ramas como la farmacéutica, la alimentaria e incluso la aeroespacial; lo adopten ya que pueden automatizar tareas como soldadura, pintura, ensamblaje, entre otros (3) (4).
Por lo anterior, muchos brazos robóticos cuentan con capacidades de múltiples aplicaciones, lo que permite que un robot complete varios pasos en un proceso de fabricación. Por ejemplo, el robot FANUC que te ofrece Frost Automation, se puede utilizar para tareas automatizadas tales como manejo de materiales, transferencia de piezas robóticas y eliminación de materiales.
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Diferentes empresas han optado por comenzar a emplear robots industriales, conoce sobre sus beneficios y sus tipos en nuestro artículo.
Ventajas
Debido a las capacidades con que cuenta y las diversas que puede realizar, el robot manipulador industrial es un gran apoyo para las industrias. Brinda múltiples beneficios como la ejecución de labores de forma automática por medio de su programación, al igual que la reducción de necesidad humana para maximizar la producción.
No obstante, otras de sus ventajas que sobresalen son (2) (4):
– Seguridad mejorada. El brazo robot ayuda a proteger a los trabajadores al operar en ambientes peligrosos y al efectuar labores que pueden presentar un alto riesgo en lesiones para los mismos.
– Optimización en la eficiencia y productividad. Gracias a su ciclo repetitivo, el brazo robótico industrial puede trabajar 24/7 sin fatigarse, lo cual da en consecuencia; un mantenimiento de la producción, la ejecución de labores continuas y por supuesto, el incremento de ésta.
– Mayor precisión. Por su propia naturaleza, al igual que por los avances tecnológicos de los últimos años, los brazos robóticos se desempeñan de manera más consistente y precisa que los trabajadores en tareas que requieren extrema precisión o consistencia.
Este ejemplo lo podemos ver en la pintura automotriz industrial, la cual requiere de las características previamente mencionadas, pues una mala aplicación posibilita la generación corrosión.
La pintura automotriz tiene el propósito de proteger, decorar y prevenir la corrosión de la carrocería. Para conocer más sobre este tema, lee nuestra guía y automatiza tu industria.
Los brazos robóticos pueden trabajar de forma independiente o formar equipo como cobots dentro de una línea de montajes, ya sea con humanos o con otros robots.
Cabe señalar que, el mayor beneficio que puede traer el uso de brazos robóticos industriales es que son reprogramables; es decir, pueden ser calibrados dependiendo del objetivo que se quiera llevar a cabo. Otra gran ventaja es la reducción de costos y su flexibilidad, pues posibilita cambiar su función a otras actividades y permite prescindir de personal para ejecutar otras labores, para ahorrar en tiempo y recursos (4) (5).
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Tipos de brazos robóticos
A medida que la tecnología ha ido avanzando, los costos de la fabricación de los brazos robots también. Esto se podría traducir en los diferentes tipos que existen en el mercado.
Hay que destacar, que en la actualidad, la clasificación de los brazos robots industriales sobresalen por la forma en que sus articulaciones están diseñadas y por el rango de movimiento y las funciones que pueden realizar. Por lo anterior, los brazos robóticos se dividen en los siguientes que mencionaremos a continuación (2).
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Brazos robóticos cartesianos
A menudo denominados brazos robóticos rectilíneos o de pórtico, reciben el nombre del sistema de coordenadas cartesianas por René Descartes.
En relación con su movilidad, estos constan de 3 juntas articuladas que se mueven en los ejes X, Y y Z para efectuar su movimiento en 3 dimensiones. Asimismo, poseen una articulación de muñeca que les proporciona una funcionalidad de rotación adicional. Es importante señalar que, los brazos robóticos cartesianos utilizan varios motores y actuadores para colocar algún objeto y manipularlo por medio de una serie de movimientos lineales.
Brazos robóticos cilíndricos
Los brazos robóticos cilíndricos, en contraste con los previamente descritos, son los autómatas cuyos ejes forman un sistema de coordenadas cilíndricas. En resumen, sus movimientos programados tienen lugar dentro de un espacio en forma de cilindro (arriba, abajo y alrededor).
Este tipo de brazo usualmente se usa para operaciones de ensamblaje, soldadura por puntos y manejo de máquinas herramientas, donde las articulaciones rotatorias y prismáticas le dan movimiento rotacional y lineal.
Brazos robóticos SCARA
Son los brazos robots más usados en relación a aplicaciones de montaje, recogida y colocación. El acrónimo SCARA (brazo robótico de ensamblaje selectivo de cumplimiento selectivo) es una referencia a su capacidad para tolerar un grado limitado de cumplimiento a lo largo de algunos ejes, mientras permanece rígido en los demás.
Los brazos robóticos SCARA son quizás el tipo clásico en el que podría pensar cuando imagina una línea de producción de alta tecnología. Para ciertas tareas de ensamblaje y colocación, un grado de flexibilidad tolerable en direcciones particulares, pero no en otras es muy ventajoso, lo que permite la inserción de componentes en espacios ajustados sin atascar ni dañar ninguna de las partes.
También existen los brazos robóticos polares (similares a los brazos robots cilíndricos), que operan dentro de un envolvente de trabajo potencial y efectúa tareas como la soldadura por puntos.
¿Para qué sirve el brazo robótico en la industria?
Debido a sus características como la programación y la realización de un ciclo de tareas repetitivo, el brazo robótico tiene múltiples aplicaciones, las cuales van desde trabajos complejos en entornos simples, hasta los más hostiles.
Algunas de las formas más comunes para las que se utiliza, son las siguientes (4):
Paletizado
El brazo robot industrial se usa para automatizar el proceso de colocación de mercancías o productos sobre tarimas. Al automatizar este proceso, el paletizado se vuelve más preciso, rentable y predecible. Además, el uso del brazo robótico evita que el capital humano se exponga a lesiones corporales por efectuar tareas que pueden presentar un riesgo.
Manejo de materiales
Dentro de este sector, los brazos robóticos industriales posibilitan la creación de un almacén seguro y eficiente. Garantizan que los bienes se resguarden, que sean fáciles de encontrar y se transporte de forma correcta. Además, impulsar la automatización con estos autómatas maximiza la entrega de artículos a los clientes, previene accidentes y mejora la eficiencia en la instalación.
Inspección
Usualmente, la inspección de calidad se efectúa cuando se completa una línea de producción, lo cual da como resultado, un atraso en la detección de problemas en lo que cabe a la calidad de productos. Al tener algunos de los brazos robots un sistema de visión e inteligencia artificial (AI), posibilita que la empresa se beneficie. Estas características pueden ser aplicadas en una inspección de tiempo real, lo cual reduce el desperdicio, al igual que el tiempo de inactividad.
El brazo robótico en la industria automotriz se usa para impulsar tareas como la soldadura, inspecciones y optimización de procesos de control de calidad dentro las fábricas que producen los vehículos (4).
El brazo robot industrial también se utiliza en la industria pick and place: se equipan con sistemas avanzados de visión artificial para identificar un objeto, agarrarlo y moverlo de un lugar a otro.
Otras industrias en donde puede ser aplicado el brazo robot industrial son: la automatización de transferencia, automatización de manipulación, logística, cadenas de pintura, construcción, química, aeroespacial.
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REFERENCIAS
- Sicma21. Robots industriales: tecnología y aplicaciones. Sicma21, 2021. Consultado el 7 de octubre del 2022.
- RS. A Complete Guide to Robotc Arms. RS, s/f. Consultado el 7 de octubre del 2022.
- Robots Done Right. Industrial Robot Arm. Robots Done Right, s/f. Consultado el 7 de octubre del 2022.
- Intel. Industrial Robotic Arms: Changing How Work Gets Done. Intel, s/f. Consultado el 7 de octubre del 2022.
- EDS Robotics. Tipos de robots industriales y sus usos. EDS Robotics, 2020. Consultado el 7 de octubre del 2022.
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