¿Qué son los robots de seis ejes?
Para muchos procesos de fabricación, los robots cartesianos funcionan bien. Sin embargo, hay veces que un robot con más capacidades de movimiento funciona mejor. Aprenda sobre los robots de seis ejes, cómo se mueven y las aplicaciones populares.
Los robots cartesianos se mueven en los ejes x, y y z. Tiene tres grados de libertad para el movimiento. La desventaja de los robots cartesianos o lineales es que no pueden inclinarse ni girar, sino que solo pueden moverse a lo largo de los tres ejes lineales. Cuando hay más grados de libertad (también denominados comúnmente como eje de movimiento), los robots pueden ejecutar movimientos más versátiles y precisos. Los robots humanoides como Honda ASIMO tienen más de 30 grados de libertad/eje.
No se requiere tener una cantidad tan grande de ejes para la mayoría de las operaciones industriales. Una gran parte se puede hacer con solo tres ejes de robots cartesianos. SCARA proporciona una función de giro además de los tres ejes de los robots cartesianos, para un total de cuatro grados de libertad. Los robots de seis ejes tienen seis grados de libertad.
Brazo robótico de seis ejes
Estos seis grados de libertad son facilitados por los servomotores presentes en cada sección. El control de movimiento es asistido por los PLC o IC de los robots junto con software compatible. A diferencia de los robots cartesianos que funcionan basándose únicamente en el movimiento lineal, los robots de seis ejes deben diseñarse con varios tipos de movimiento giratorio en un espacio tridimensional. Esto hace que la programación del movimiento de estos robots sea compleja.
¿Qué hace cada eje?
Para diseñar y manipular los robots de seis ejes, es importante conocer las funciones de cada eje (así como un séptimo opcional). Varios fabricantes se refieren a cada eje con un nombre diferente. Aunque los ejes pueden denominarse de manera diferente, los movimientos que realizan son consistentes. Veamos cada uno ahora.
1er eje: Este eje es la base del robot que se puede girar. Esto permite que el brazo del robot tenga un movimiento de barrido de izquierda a derecha o de derecha a izquierda hasta 180 grados completos desde la ubicación central. Este eje se denomina J1 para FANUC R-2000iB.
2do eje: Este eje permite la rotación de los brazos inferiores del robot para extender el resto del brazo por encima de él hacia adelante o hacia atrás. Este eje se denomina J2 para FANUC R-2000iB.
3er eje: El tercer eje modera el alcance vertical del robot de seis ejes. El brazo superior se sube o se baja con el servomotor situado en este eje. Dependiendo del modelo, la parte superior del brazo solo puede moverse en el área frente a él o puede llegar hasta la parte posterior del cuerpo del robot. Este eje se denomina J3 para FANUC R-2000iB.
4to eje: Este eje funciona en sincronización con el quinto eje para manipular la posición del efector final. Este eje activa un movimiento circular de la parte superior del brazo y el movimiento se conoce comúnmente como giro de la muñeca. Este eje se denomina J4 para FANUC R-2000iB.
5to eje: El quinto eje realiza la función de inclinación del robot. El movimiento de cabeceo y guiñada es realizado por los servomotores conectados a este eje. El movimiento de inclinación se mueve hacia arriba y hacia abajo fijo en una bisagra, como abrir y cerrar la tapa de una computadora portátil. El movimiento de guiñada se mueve hacia la izquierda y hacia la derecha fijo en una bisagra, como abrir y cerrar una puerta. El movimiento de cabeceo y guiñada es el puente entre los movimientos verticales y horizontales. Este eje se denomina J5 para FANUC R-2000iB.
6to eje: Esta acción realiza un movimiento de torsión. Este eje es el más cercano al efector final y es el responsable de su manipulación directa. Esto es capaz de girar más de 360 grados en sentido horario y antihorario. Este eje se denomina J5 para FANUC R-2000iB.
Séptimo eje opcional: este eje mueve el robot de seis ejes linealmente donde está instalado. Es un eje opcional que aporta más funcionalidad al ya de por sí versátil robot.
Usando un Teach Pendant
Como se mencionó anteriormente, es bastante difícil codificar el movimiento que se ejecutará. Una solución elegante a esto es el uso de un dispositivo de enseñanza para "entrenar" al robot.
Un colgante de enseñanza es un control remoto que puede controlar los diferentes ejes del robot de seis ejes. Un operador humano puede usar la consola portátil para mover y manipular el herramental de extremo de brazo (EOAT) para la operación deseada. El robot es capaz de replicar las operaciones que el operador realiza con la consola portátil. Si es necesario reutilizar el robot, la operación anterior se puede borrar y se pueden enseñar nuevas operaciones.
Características y Aplicaciones
Con los seis grados de libertad de movimiento que tienen los robots de seis ejes, pueden realizar una amplia gama de movimientos complejos que los robots cartesianos no pueden realizar solo con el movimiento lineal. Los robots de seis ejes pueden reproducir fielmente el movimiento y la función del brazo humano, lo que lo hace muy versátil. Con esta capacidad, puede alcanzar objetos por debajo y por encima y trabajar en superficies que los robots lineales no pueden.
Las principales deficiencias de los robots de seis ejes con respecto a los robots lineales/pórtico son la precisión, el alcance y la capacidad de carga útil. Mientras que los robots lineales pueden tener tolerancias en el rango de micrómetros (μm), los robots de seis ejes solo pueden tener tolerancias en el rango de milímetros (mm).
La gama de robots de pórtico se puede ampliar con andamios adicionales, pero la gama no se puede ampliar fácilmente para los robots de seis ejes. Se puede hacer en un rango breve con la adición de un eje de movimiento adicional para el robot. Esta es una modificación costosa para los robots que ya son más costosos que la mayoría de los robots lineales. Los robots de seis ejes generalmente tienen una capacidad de carga útil de 50 kg. Los robots de pórtico pueden tener una capacidad mucho mayor de más de 100 kg.
La versatilidad y la gama de operaciones complejas que pueden realizar los robots de seis ejes ayudan a asegurar un lugar en muchas líneas de montaje modernas. Algunas de sus aplicaciones son:
Automatización de recogida y manipulación de piezas
Automatización de carga de insertos
Automatización de apilamiento y clasificación
Automatización del embalaje y paletizado
Automatización de celdas de ensamblaje
Automatización de operaciones auxiliares
Automatización de decoración en molde (IMD)/etiquetado en molde (IML)
Automatización de sobremoldeo (transferencia de prensa a prensa)