¿Qué es un Robot Cartesiano?
Un robot cartesiano, también conocido como robot de pórtico, es un tipo de robot que se mueve a lo largo de dos o tres ejes ortogonales.
También se denominan robots de pórtico. Debido a su sencilla estructura, los robots industriales suelen utilizarse como primer paso en la automatización de tareas en muchas industrias diferentes.
Al tener como máximo tres coordenadas cartesianas, pueden fabricarse por sí mismos y modificarse fácilmente. Otra ventaja es que el programa de ejecución del trabajo puede modificarse fácilmente.
Por tanto, si el trabajo no requiere movimientos complejos y es monótono, puede mecanizarse con relativa facilidad mediante Robots cartesianos.
Usos de los Robots Cartesianos
Los robots cartesianos son ampliamente utilizados en la industria manufacturera, especialmente en aplicaciones que requieren movimientos lineales y tareas sencillas. Estos robots se introducen con frecuencia en el ensamblaje y transporte de componentes, ya que sus movimientos lineales son suficientes para ejecutar estas tareas.
En la industria manufacturera, se identifica la línea de flujo de las piezas y se descompone el proceso de trabajo desde el montaje hasta el transporte. Luego, los robots cartesianos reemplazan estas tareas utilizando cámaras u otros medios de detección. La introducción de estos robots ayuda a estabilizar la productividad y mejorar la eficiencia en la producción.
Los robots cartesianos encuentran aplicación en diversos sectores, como máquinas de precisión, automóviles, electrónica, medicina y farmacia. En el sector alimentario, por ejemplo, se utilizan para manipular alimentos delicados como el tofu, que requiere un agarre y manipulación precisos.
Una ventaja de los robots cartesianos es su funcionamiento simple y sencillo en comparación con otros tipos de robots, como los que operan en seis ejes. Además, su costo es favorable en comparación con sistemas más complejos. Estos robots también pueden operar de manera estable en condiciones difíciles, como entornos húmedos o en plantas de semiconductores donde se utilizan gases corrosivos.
Principios de los Robots Cartesianos
El funcionamiento básico de un robot cartesianos consiste en deslizar el brazo de trabajo a lo largo de una guía lineal para realizar tareas como el ensamblaje, el transporte y el posicionamiento.
Varias unidades que se mueven sobre un mismo eje se combinan para realizar tareas en un sistema de coordenadas cartesianas. En este caso, cada eje del robot puede moverse simultáneamente, por lo que muchas operaciones pueden realizarse de forma eficaz superponiendo movimientos lineales.
Características de los Robots Cartesianos
1. Alto Grado de Libertad de Combinación
Los robots cartesianos pueden combinarse y enlazarse con otros robots para realizar diversas tareas, como movimientos complejos y procesos de corte de material. Esta capacidad de combinación les brinda un alto grado de versatilidad y adaptabilidad a diferentes especificaciones requeridas. Como sus movimientos son más sencillos que los de otros robots, son más fáciles de controlar y se pueden combinar varios robots cartesianos.
Al combinarse y enlazarse con otros robots, es posible realizar muchas tareas, como realizar movimientos de cierta complejidad o incluir un proceso de corte de material.
2. Alta Precisión
Los robots cartesianos sólo pueden realizar movimientos lineales sencillos, pero esto los hace más precisos. En particular, las guías lineales con husillos de bolas y codificadores lineales permiten un posicionamiento de alta precisión.
3. Alta Rigidez
Los robots cartesianos tienen menos componentes, lo que los hace más rígidos. Esto se traduce en menos holguras y deformaciones, menos desenfoque del movimiento y un trabajo más estable. Además, su sencilla estructura permite reducir el tiempo de ciclo aumentando la velocidad.
4. Bajo Costo
Los robots cartesianos, que pueden fabricarse con una estructura sencilla y un número reducido de piezas, son menos costosos que los robots articulados.
Más Información sobre Robots Cartesianos
1. Desventajas de los Robots Cartesianos
Los robots cartesianos tienen desventajas y ventajas:
Las tareas complejas son imposibles
Las tareas complejas que no sean combinaciones de movimientos lineales son difíciles.
Gran superficie de instalación
Los robots cartesianos tienen la desventaja de que su área de instalación tiende a ser grande, tanto porque sólo pueden moverse en línea recta como porque no tienen articulaciones y no pueden plegarse.
Tamaño difícil de aumentar
Es difícil aumentar el tamaño de los robots cartesianos manteniendo su precisión y resistencia, debido a consideraciones de coste.
2. Ejemplos de Robots Cartesianos
Ahorro de mano de obra en las operaciones de transporte
El transporte del cambio tras el embalaje se automatizó con un robot articulado, pero surgieron problemas de durabilidad. Se empleó un robots cartesianos para mejorarlo con resultados positivos. Se ha reducido el riesgo de averías y la productividad laboral se ha multiplicado por 1,4.
Automatización del proceso de producción de cepillos de uñas
Los cepillos de uñas se fabricaban mayoritariamente a mano debido a la complejidad del proceso de producción. Para reducir el envejecimiento de los trabajadores y los costes, se introdujeron seis robots cartesianos que podían realizar procesos como el corte, la fijación temporal y el encolado. Como resultado, seis trabajadores se han reducido a dos y la productividad laboral es 30 veces mayor que antes de la introducción de los robots.
Reducción de la carga de trabajo peligrosa y mejora de la eficiencia
En un fabricante de paneles, se utilizó un robot cartesianos para sustituir tareas pesadas y potencialmente peligrosas que podían ser realizadas por humanos. El resultado es que se eliminan los peligros, aumenta la eficiencia y la productividad laboral es 1,4 veces mayor que antes.