Seis

Jun 20, 2023

Los robots de seis ejes se utilizan ampliamente en la industria automotriz. Foto cortesía de ABB Robotics

Los robots de seis ejes son los caballos de batalla del mundo de la automatización. Miles de máquinas están en funcionamiento dentro de plantas automotrices de todo el mundo, soldando y pintando carrocerías de automóviles y camiones. Los robots articulados también se utilizan para ensamblar de todo, desde motosierras y ataúdes hasta paneles solares y lavadoras.

Estos dispositivos versátiles pueden abordar una pieza de trabajo desde cualquier ángulo y pueden realizar una amplia variedad de tareas de producción. Eso los hace ideales para aplicaciones que requieren movimientos complejos, como recoger piezas orientadas aleatoriamente de un contenedor o transportador.

Los robots de seis ejes se pueden montar en un suelo, una mesa, una pared, un techo, un actuador lineal o un vehículo guiado automáticamente (AGV). Presentan una alta capacidad de carga útil, además de un amplio alcance horizontal y vertical.

El robot de seis ejes ofrece a los fabricantes la máxima flexibilidad, con movimientos altamente articulados.

A diferencia de los robots cartesianos, que tienen una envolvente de trabajo rectilínea, o los SCARA, que tienen una envolvente de trabajo cilíndrica, los robots de seis ejes tienen una envolvente de trabajo esférica. Un robot articulado puede alcanzar arriba, abajo, alrededor y detrás de sí mismo. Su muñeca puede rotar una pieza o girarla en ángulo.

Los cartesianos y los SCARA son fantásticos si todo está perfectamente horizontal o vertical, pero los robots de seis ejes pueden llegar a una pieza desde un ángulo. Las máquinas pueden bajar, extenderse o subir.

Esa capacidad única hace que los robots de seis ejes sean ideales para aplicaciones que requieren movimientos complejos, como dispensación de adhesivo, cuidado de máquinas, embalaje, pintura, recogida y colocación, atornillado y soldadura.

Los robots articulados son ideales para aplicaciones que requieren movimientos complejos, como recoger piezas orientadas aleatoriamente de un contenedor. Foto cortesía de Fanuc America Corp.

"Su principal ventaja radica en su capacidad para imitar los movimientos de un brazo humano, ya que poseen seis grados de libertad o ejes de movimiento", dice Ryan Guthrie, vicepresidente ejecutivo de TM Robotics Inc., que comercializa la línea de productos de Shibaura Machine. . “Esta flexibilidad les permite realizar tareas complejas y diestras con precisión.

"También significa que pueden alcanzar diversas posiciones y orientaciones en el espacio tridimensional", explica Guthrie. "Esta versatilidad los hace adecuados para aplicaciones que requieren movimientos complejos".

Al igual que los SCARA, los robots de seis ejes ocupan poco espacio. Se pueden montar en el suelo, mesa, pared o techo. Incluso se puede montar un robot articulado en un actuador lineal en el suelo o en el techo para proporcionar un eje de movimiento adicional. Una disposición de este tipo podría permitir que un robot dé servicio a varias máquinas. Mientras una máquina procesa una pieza, el robot puede estar cargando y descargando otra.

Hay robots de seis ejes disponibles con un alcance horizontal que va desde 330 milímetros hasta casi 5 metros, mientras que las capacidades de carga útil varían desde 0,5 kilogramos hasta más de 2 toneladas métricas.

A diferencia de otros tipos de robots, la capacidad de carga útil de una máquina de seis ejes puede cambiar a lo largo de su rango de movimiento. Los robots cartesianos y SCARA mantienen su capacidad de carga total en todo su rango de movimiento.

Con un robot de seis ejes, puede haber posiciones en las que su capacidad de carga útil sea menor que su máximo nominal, como cuando el brazo está en máxima extensión o cuando el robot levanta una pieza sobre su cuerpo.

La velocidad y precisión de los robots de seis ejes también varían según su tamaño. Para un robot con una carga útil máxima de 880 libras, la velocidad de la articulación puede oscilar entre 95 grados por segundo para el eje del pedestal y 160 grados por segundo para el eje q de la muñeca. La repetibilidad suele ser de ±0,5 milímetros.

Por el contrario, para un robot con una carga útil máxima de 6 libras, la velocidad de la articulación podría oscilar entre 210 grados por segundo para el eje del pedestal y 500 grados por segundo para el eje q de la muñeca. La repetibilidad suele ser de ±0,02 milímetros.

A pesar de tener más ejes de movimiento que los cartesianos o los SCARA, los robots de seis ejes no son menos duraderos. Por otro lado, los robots de seis ejes no son tan rápidos como los robots cartesianos, delta o SCARA. También son más caros. Entonces, antes de comprar un robot de seis ejes, los ingenieros deben decidir primero si la aplicación justifica las compensaciones.

"Las máquinas de seis ejes ofrecen capacidad de balanceo y cabeceo en el extremo del brazo robótico", afirma Aaron Donlon, director de producto de Epson Robots. “Son ideales para aplicaciones que requieren que una herramienta gire en una dirección diferente, trabaje en una superficie no plana o siga una trayectoria 3D.

"También son capaces de alcanzar mayores alcances y áreas de trabajo más amplias", explica Donlon. "Los robots de cuatro ejes y SCARA tienden a ofrecer mayores velocidades, mayor precisión y menores costos, porque tienen menos servomotores".

Si sólo desea mover piezas del punto A al punto B, puede hacerlo fácilmente con un robot cartesiano de tres ejes. Y, si también tiene que rotar piezas, simplemente puede agregar un actuador giratorio neumático de dos posiciones al eje Z del cartesiano, o puede usar un robot SCARA.

Tradicionalmente, los robots de seis ejes no son tan rápidos y precisos como los robots cartesianos o SCARA. Es por eso que a menudo han sido relegados a rincones oscuros de las plantas automotrices, utilizados principalmente para aplicaciones de soldadura y pintura. En el pasado, las máquinas eran grandes, intimidantes, permanecían en un solo lugar y trabajaban detrás de cortinas o vallas de seguridad.

Sin embargo, hoy en día, gracias a las nuevas tecnologías, los robots de seis ejes están empezando a aparecer en una amplia variedad de industrias, como la de electrodomésticos, la aeroespacial y la electrónica. Y se están implementando para una variedad de tareas de ensamblaje, como pegado adhesivo y atornillado.

Las máquinas son ahora más asequibles y más fáciles de programar que nunca. Por eso, incluso los pequeños fabricantes están invirtiendo en tecnología de seis ejes.

En algunas fábricas, las máquinas están empezando a sustituir a las cintas transportadoras y a las carretillas elevadoras. Se están incorporando robots de seis ejes a AGV y robots móviles autónomos (AMR) para ampliar su alcance. Las plataformas móviles pueden moverse fácilmente por la planta y llevar los robots a donde sean necesarios.

La demanda de robots de seis ejes va en aumento, con una tasa de crecimiento de alrededor del 30 por ciento anual en diversas industrias, según la Federación Internacional de Robótica.

"Los robots de seis ejes se adaptan bien a una amplia gama de aplicaciones, lo que los convierte en una opción popular para la automatización", afirma Guthrie. “El desarrollo de sensores avanzados, sistemas de control y capacidades de programación ha facilitado la integración y programación de robots de seis ejes en entornos de fabricación existentes. Esto ha reducido las barreras de entrada y ha hecho que estos robots sean más accesibles para una gama más amplia de industrias.

"Otro factor es la rentabilidad", señala Guthrie. "Los robots de seis ejes se han vuelto más asequibles con el tiempo, lo que los convierte en una opción viable para los fabricantes más pequeños. A medida que los precios continúan bajando, más empresas ahora pueden considerar implementar estos robots para mejorar sus operaciones”.

Los robots de seis ejes pueden acercarse a una pieza de trabajo desde cualquier ángulo y pueden realizar una amplia variedad de tareas de producción. Foto cortesía de Kuka Robotics Corp.

Los robots de seis ejes actuales son bastante diferentes a los que había hace 15 o 20 años. Las máquinas son menos costosas y más fáciles de usar, y hay más opciones disponibles que nunca. También son más compactos.

Los precios han bajado drásticamente en la última década. Los robots de hoy son al menos un 25 por ciento menos costosos que hace una década. Al mismo tiempo, la programabilidad se ha vuelto mucho más sencilla. Por ejemplo, los colgantes de enseñanza ahora son mucho más intuitivos.

"Los robots tradicionales de seis ejes se utilizan en una amplia gama de aplicaciones e industrias", afirma

Jessica Juhasz, gerente de ingeniería de aplicaciones en el segmento de industria general de Fanuc America Corp. “Los mercados e industrias emergentes como la alimentaria, el reciclaje y el almacenamiento tienen una demanda creciente de automatización por la misma razón principal (escasez de mano de obra) pero también por una mayor demanda y requisitos de rendimiento. Actualmente se están utilizando robots de seis ejes en aplicaciones no tradicionales en estos mercados.

"[Además, vemos más] fabricantes que buscan soluciones que requieran manejar una variabilidad significativa de productos, como paletización mixta o despaletización", explica Juhasz. "Muchas empresas han desarrollado visión artificial con inteligencia artificial y aprendizaje automático para resolver algunos de estos problemas".

"Los robots son ahora más rápidos, más precisos, más pequeños y más baratos, y con mayor confiabilidad", añade Nigel Smith, director ejecutivo de TM Robotics. "En comparación con lo que había antes, las máquinas ahora se consideran más una mercancía que un lujo".

De hecho, Smith afirma que muchos fabricantes ya no se sienten intimidados por los robots de seis ejes.

"Hoy en día, quieren robots robustos y de alta precisión que sean adecuados para aplicaciones de manipulación de materiales y montaje de alta velocidad", señala. “También están buscando robots de seis ejes para aumentar su destreza.

"Los fabricantes están tratando de incluir cada vez más funciones en una sola celda, por lo que cuanto más flexible sea el robot, más probabilidades tendrá de ayudar a satisfacer estas demandas", dice Smith. “Los robots de seis ejes tienen más destreza que las máquinas tradicionales de tipo pórtico.

"Con cada vez más clientes que buscan instalar automatización, la destreza y flexibilidad de los robots de seis ejes están resolviendo muchos problemas y permitiendo una eficiencia mucho mayor en una amplia gama de industrias, desde la automotriz hasta la médica", explica Smith.

"Una tendencia importante es la integración de sistemas de visión avanzados que permiten a los robots realizar tareas que requieren reconocimiento de objetos, seguimiento e inspección de calidad", señala Guthrie. "Los robots guiados por visión pueden adaptarse a condiciones variables y manipular objetos con mayor precisión".

"Los recientes avances en robots de seis ejes ofrecen a los usuarios finales más opciones de modelos entre las que elegir para satisfacer sus necesidades específicas, mayor rango de trabajo y mayor precisión", añade John Bubnikovich, presidente de la división de robótica de ABB en Estados Unidos. “La producción sostenible también es una gran prioridad.

"Gran parte de los avances de la robótica para la industria automotriz están dirigidos a fabricantes de equipos originales y proveedores que están adaptando sus operaciones para producir vehículos y componentes eléctricos, como baterías y motores", explica Bubnikovich.

Según Bubnikovich, la automatización es clave para hacer que la producción sea más resistente, eficiente y rápida para cumplir objetivos ambiciosos, razón por la cual existe una creciente demanda de robots que se especialicen en el ensamblaje de trenes de potencia de vehículos eléctricos. Los fabricantes de automóviles y los proveedores necesitan robots para reducir los tiempos de construcción, mejorar la flexibilidad, simplificar los procesos de producción y reducir los costos de fabricación.

"La mayor variedad de opciones de robots ayuda a garantizar que los usuarios finales tengan la variante adecuada para manejar baterías de diferentes tamaños, desde celdas y módulos individuales hasta paquetes completos", dice Bubnikovich. "También pueden realizar tareas como ensamblaje de carrocerías de alta precisión y soldadura por puntos, y entrar en áreas restringidas dentro de un vehículo para instalar asientos o tableros de instrumentos".

ABB amplió recientemente su gran familia de robots con nuevos modelos y 22 variantes. Los modelos de próxima generación incluyen el IRB 6710, IRB 6720, IRB 6730 e IRB 6740, que son adecuados para cargas útiles de 150 a 31 kilogramos y alcances de 2,5 a 3,2 metros.

"Ofrecen a nuestros clientes más opciones y mejoras significativas en el rendimiento y en la eficiencia energética de hasta un 20 por ciento", afirma Bubnikovich. “La mejora de la eficiencia energética está impulsada por [nuestro] controlador OmniCore y un diseño de robot más liviano.

"Con la tecnología de control de movimiento TrueMove y QuickMove, los robots pueden lograr una repetibilidad líder en su clase con una desviación mínima de 0,03 milímetros", señala Bubnikovich. "Estas capacidades hacen que la nueva serie de robots sea ideal para tareas complejas como soldadura por puntos, soldadura láser, atornillado y remachado, lo que permite a los fabricantes de automóviles lograr un montaje de alta calidad".

TM Robotics lanzó recientemente la última gama de robots de seis ejes de Shibaura Machine, conocida como gama TVM. Incluyen tres modelos, cada uno con una longitud de brazo mayor en comparación con gamas anteriores. El modelo más grande, TVM1500, proporciona un alcance máximo de 1715 milímetros, lo que proporciona una mayor flexibilidad para alcanzar las piezas de trabajo.

"A pesar de su diseño liviano, los robots TVM pueden manejar cargas útiles impresionantes", afirma Guthrie. “El modelo TVM900 tiene una capacidad de carga útil de hasta 20 kilogramos, mientras que el TVM1200 y el TVM1500 pueden gestionar entre 15 y 10 kilogramos, respectivamente. Los robots son totalmente compatibles con otros equipos de Shibaura Machine, incluido el paquete de reconocimiento de visión del robot TSVision3D”.

Para cumplir con los objetivos de rendimiento y productividad, cada vez más fabricantes buscan robots fáciles de instalar con tiempos de ciclo cortos que puedan usarse en espacios reducidos, pero que sean seguros para operar con trabajadores cerca. Gracias a los nuevos materiales y las nuevas tecnologías, ahora se pueden diseñar células robóticas densas para ahorrar un costoso espacio.

Los robots de seis ejes han evolucionado significativamente y ahora son capaces de realizar más tareas que en el pasado.

Esto ha obligado a los proveedores de robots a aumentar el rendimiento, experimentar con nuevos materiales y modificar el tamaño de las máquinas. Hoy en día, además de los grandes robots que ocupan las fábricas, no es raro encontrar también máquinas compactas de seis ejes de pequeño tamaño construidas con materiales ligeros.

Al utilizar brazos de aluminio, por ejemplo, los proveedores de robots han reducido la masa para mejorar la aceleración y la velocidad de los robots, manteniendo al mismo tiempo la capacidad de carga útil. Al optimizar el diseño de los brazos, la huella de los robots se ha reducido hasta en un 40 por ciento.

“Hoy en día, los robots de seis ejes tienen un diseño compacto, son más rápidos y precisos”, afirma Phil Baratti, director de ingeniería de aplicaciones de Epson Robots. “También están utilizando nuevas tecnologías de propulsión para gestionar cargas útiles más altas manteniendo al mismo tiempo la rigidez.

"Las características que hemos agregado a todos nuestros productos incluyen un diseño delgado y capacidades de rotación adicionales del eje de paso", señala Baratti. “Hemos reducido el material de los robots de manera que permita un rango de rotación adicional en las articulaciones dos, tres y cinco, manteniendo al mismo tiempo la integridad de la estructura del brazo.

"Esto permite a los clientes aprovechar un aumento en el espacio de trabajo general al reducir el espacio muerto más cercano a la base del robot y permitir que el brazo se acerque entre las articulaciones dos y tres, y entre la articulación cinco y la cuarta", explica Baratti. . "Cada grado adicional de movimiento ayuda en aplicaciones en espacios reducidos".

El Flexion N2 presenta un brazo compacto que tiene la capacidad de plegarse sobre sí mismo. Requiere un 40 por ciento menos de espacio de trabajo que los robots estándar de seis ejes. Foto cortesía de Epson Robots

Los ingenieros de Epson tuvieron esto en cuenta al desarrollar el robot Flexion N2. Su brazo compacto tiene la capacidad única de plegarse sobre sí mismo en lugar de moverse sobre sí mismo. Esto reduce el número de puntos intermedios y acorta los tiempos de ciclo. Como resultado, la máquina requiere un 40 por ciento menos de espacio de trabajo que los robots estándar de seis ejes. Cuenta con un alcance de 450 milímetros y una capacidad de carga útil de 3 kilogramos.

"Esta tecnología patentada de brazo plegable nunca se había visto antes en la industria de la automatización", afirma Baratti. “A diferencia de cualquier otro robot de seis ejes en el mercado, el Flexion N2 presenta una capacidad única de movimiento en espacios reducidos que mantiene las extremidades de los brazos fuera del camino, maximizando la eficiencia del movimiento para tiempos de ciclo más rápidos.

“Aplicaciones que antes eran inalcanzables debido a restricciones de espacio ahora son posibles”, señala Baratti. "Varias aplicaciones, específicamente en las industrias médica y electrónica, requieren extrema precisión y destreza para manipular piezas pequeñas en un entorno muy reducido".

Epson también presentó recientemente un robot de seis ejes diseñado para una variedad de aplicaciones simples de transferencia de piezas, como carga y descarga de máquinas, recogida y colocación y unión adhesiva. El controlador incorporado del VT6L ahorra un valioso espacio de fábrica, mientras que su diseño delgado presenta un paso de muñeca compacto que permite el acceso a áreas difíciles de alcanzar en espacios reducidos. Además, el robot tiene un alcance de hasta 900 milímetros, una carga útil de hasta 6 kilogramos y un extremo del brazo hueco para un cableado simplificado y herramientas versátiles.

Además de brazos más livianos y espacios más pequeños, otra tendencia en los robots de seis ejes es la movilidad. Algunos proveedores están fusionando tecnología robótica conectando un robot articulado a la parte trasera de un AGV o AMR, lo que permite que la máquina se suelte y se mueva fácilmente por la fábrica.

Esto permite a los ingenieros crear un entorno donde el robot puede dar servicio a múltiples máquinas, seleccionar desde múltiples ubicaciones o realizar múltiples operaciones de ensamblaje en varias estaciones de trabajo. La alternativa viable a una estación robótica fija tradicional ayuda a liberar espacio en el piso que normalmente podría estar obstruido por los transportadores.

Los robots colaborativos son la tendencia más candente en la industria de la automatización. Las máquinas de próxima generación equipadas con tecnología de sensores de última generación permiten que los robots operen muy cerca de los humanos en las líneas de montaje.

A diferencia de los robots tradicionales de seis ejes, las máquinas colaborativas son livianas, flexibles y pueden moverse y reprogramarse fácilmente para resolver nuevas tareas. Requieren pocas o ninguna barrera de seguridad, lo que consume valioso espacio en el banco y en el piso, obstruye el acceso a los equipos y reduce la productividad.

Los cobots permiten que los fabricantes sean mucho más flexibles, porque los robots pueden interactuar estrechamente con los ensambladores humanos. Las máquinas livianas son cada vez más comunes en áreas donde tradicionalmente los robots trabajaban detrás de vallas de seguridad.

Tradicionalmente, los robots de seis ejes requieren jaulas de seguridad y otros tipos de barreras. Foto cortesía de ABB Robotics

Gracias a una amplia gama de posibles aplicaciones, los cobots abren un nuevo potencial en el campo de la automatización tradicional y dan a los ingenieros más margen de maniobra para implementar mejoras.

En el pasado, los robots articulados sólo se empleaban en tareas tontas, sucias y peligrosas, ahorrando a los humanos la monotonía de realizar este tipo de operaciones. Por eso los fabricantes de automóviles han utilizado principalmente las máquinas para aplicaciones de soldadura y pintura. Las líneas de montaje final se consideraban demasiado complejas e inseguras para la automatización. Sin embargo, ese escenario está empezando a cambiar.

Los ingenieros automotrices ahora están adoptando la tecnología en procesos de producción no tradicionales, como las líneas de acabado. Además, la pandemia de COVID-19, los problemas ergonómicos y los esfuerzos de electrificación están impulsando nuevas aplicaciones robóticas para la dosificación de adhesivos y selladores, la recogida de contenedores, el atornillado de tuercas, la inserción de piezas, el atornillado y las pruebas e inspección.

“El enfoque tradicional de la automatización ha sido todo o nada, con grandes robots y grandes protecciones de seguridad”, dice Joe Campbell, un veterano de la industria de la robótica que recientemente se jubiló como gerente senior de marketing estratégico y desarrollo de aplicaciones en Universal Robots USA Inc. “Eso ha sido ha sido una lucha constante durante décadas. Los ingenieros podrían utilizar la automatización para la mayoría de sus tareas de montaje, excepto el último 10 por ciento.

"Estamos empezando a ver la implementación de cobots de seis ejes para abordar problemas ergonómicos en aplicaciones de ensamblaje final", explica Campbell. “Como los cobots pueden trabajar muy cerca de los humanos, las estaciones de trabajo no tienen que estar valladas y totalmente vigiladas como en el pasado. Los operadores pueden trabajar codo con codo con los cobots. Los humanos pueden concentrarse en tareas que son fácilmente accesibles, mientras que las máquinas trabajan en cosas que son más difíciles de alcanzar”.

El ensamblaje final tiene algunos de los procesos más exigentes y la mayor participación de los operadores en la industria automotriz. Implica líneas de acabado complejas donde los operadores instalan manualmente una amplia gama de componentes como alfombras, puertas, paneles de instrumentos, iluminación interior y sistemas de información y entretenimiento, asientos y otros subconjuntos.

Además, el montaje final implica una variedad de procesos justo a tiempo y justo en secuencia que deben coreografiarse con precisión. Dado que la mayoría de los vehículos tienen cuatro o cinco niveles de equipamiento, la precisión, la detección de errores y el control de procesos son esenciales.

La “aplicación estrella” de la robótica en la industria automotriz siempre ha sido la soldadura. El retorno de la inversión para esa aplicación gira en torno a la ergonomía y la seguridad, el ahorro de costes laborales, el aumento del rendimiento y la mejora de la calidad.

Tradicionalmente, el ensamblaje final ha sido difícil de automatizar debido a problemas y desafíos de flexibilidad. Es por eso que el ensamblaje final, que actualmente está automatizado en menos del 5 por ciento, se considera la “última frontera” de la automatización en la industria automotriz. Los ingenieros esperan eventualmente aplicar la inteligencia artificial a la robótica para abordar la variación y la combinación de modelos.

Una de las razones por las que las líneas de montaje final están automatizadas sólo en un 5 por ciento es que es un área problemática más difícil de resolver que las aplicaciones de pintura o soldadura. Por ejemplo, hay mucha más variación. Los cambios de diseño aparecen en lugares del ensamblaje final que no aparecen en el taller de carrocería.

También hay acumulaciones de tolerancias en el ensamblaje final a medida que se instalan más componentes en un vehículo. Además, muchas de las tareas de montaje requieren un alto grado de destreza.

Si bien se utilizan algunos robots en las líneas de montaje finales, lo principal que ha frenado la automatización es que muchos integradores de sistemas la consideran demasiado arriesgada y un problema difícil de abordar. Para abordar ese problema, algunos empresarios están desarrollando programas de software que abordan los desafíos.

Los robots de seis ejes también son cada vez más grandes y pequeños. En un extremo, hay máquinas enormes que pueden levantar cargas útiles muy pesadas. En el otro extremo del espectro, las pequeñas unidades de mesa pueden realizar muchas de las mismas funciones que sus hermanos mayores.

Los mega robots de manipulación de materiales son ideales para mover estructuras de automóviles, tractores y camiones, bloques de motores, cascos de embarcaciones y estructuras aeroespaciales pesadas. Eliminan la necesidad de grúas pórtico y polipastos.

Los grandes robots de seis ejes eliminan la necesidad de grúas pórtico y polipastos. Foto cortesía de General Motors.

ABB, Fanuc, Kawasaki y Kuka están librando una batalla de peso pesado por el título del robot más grande y fuerte del mundo.

El IRB 8700 de ABB tiene un alcance de 3,5 metros y puede manejar cargas útiles de hasta 800 kilogramos. El M-2000iA/1700L de Fanuc puede levantar objetos que pesen hasta 2.300 kilogramos, con un alcance de 4,6 metros. Mientras tanto, el MG15HL de Kawasaki puede acomodar cargas útiles de hasta 1.500 kilogramos. Cuenta con un alcance horizontal y vertical de 4 metros. El robot titán KR 1000 de Kuka tampoco se queda atrás. Puede levantar hasta 1.300 kilogramos con un alcance de más de 2 metros.

Las enormes máquinas han cautivado a los asistentes a ferias comerciales recientes. Pero algunos fabricantes están invirtiendo en robots gigantes de seis ejes para asumir tareas que antes se realizaban con montacargas, polipastos, dispositivos de asistencia a la elevación, puentes grúa y otros tipos de equipos de manipulación de materiales.

Las máquinas de carga útil súper pesada son especialmente populares entre los fabricantes de piezas metálicas forjadas y fundidas. También son atractivos para empresas que necesitan mover pisos de automóviles, carrocerías, conjuntos de ejes traseros, grandes electrodomésticos, tractores u otros objetos voluminosos, como secciones de aviones, vagones y barcos. Además, los grandes robots de seis ejes atraen a los fabricantes de baterías y vehículos eléctricos.

Hace más de una década, la planta de ensamblaje de Ford Motor Co. en Michigan implementó una máquina de seis ejes de alta resistencia de Fanuc que los empleados apodaron cariñosamente “Godzilla”. El gran robot sirve como sistema de transferencia de vehículos en el taller de carrocería. Recoge con precisión las carrocerías de los palés y las coloca sobre patines que las transportan por el taller de pintura.

El robot reemplazó la necesidad de sistemas tradicionales de elevación y transferencia que utilizan herramientas mecánicas. Esto redujo el espacio en la Planta de Ensamblaje del Año 2012 en más de un 40 por ciento. También disminuyó la complejidad del sistema al eliminar muchas herramientas duras. En el pasado, el proceso de transferencia requería el uso de montacargas y otros dispositivos de manipulación de materiales no flexibles.

Según Bubnikovich de ABB, las grandes máquinas de seis ejes como la IRB 8700 están destinadas a aplicaciones de paletizado y al movimiento de carrocerías por plantas de automóviles. El robot adapta y ajusta automáticamente su velocidad para adaptarse a piezas pesadas y anchas.

Solo tiene un motor y un engranaje por eje, mientras que la mayoría de los demás robots de esta clase de tamaño utilizan motores y engranajes duales. Menos componentes y tiempos de ciclo más cortos hacen que la máquina sea un 25 por ciento más rápida que robots comparables en su rango de carga útil.

Este robot de seis ejes pesa menos de 5 kilogramos y tiene una capacidad de carga útil de 0,5 kilogramos. Foto cortesía de Mecademic Inc.

En el otro extremo está el Meca 500 de Mecademic Inc., que según la firma canadiense es el robot de seis ejes más pequeño del mundo. Pesa menos de 5 kilogramos, tiene una capacidad de carga útil de 0,5 kilogramos, una repetibilidad de 0,005 milímetros y un alcance máximo de 330 milímetros.

La unidad de mesa mide 12 pulgadas de alto y una base del tamaño de la palma de una mano. Un controlador compacto está integrado en la base de la máquina. Las posibles aplicaciones de ensamblaje incluyen electrónica, dispositivos médicos y relojería.

"No sólo es dos veces más pequeño que cualquier otro pequeño brazo robótico industrial, sino que además no tiene un gabinete de control voluminoso ni cables gruesos enredados", dice Ilian Bonev, Ph.D., director del Laboratorio de Control y Robótica de l'Ecole de Technologie Superieure (ETS) en Montreal y cofundador de Mecademic. “Su controlador está completamente integrado en su base del tamaño de la palma de la mano.

"A diferencia de prácticamente todos los demás robots industriales, hemos diseñado nuestra [máquina] como un componente, en lugar de como un sistema complejo e independiente", señala Bonev. “También hemos diseñado un protocolo de comunicación muy simple con menos de 50 comandos propietarios.

"Estamos abordando una demanda creciente de manipulación precisa y delicada de piezas pequeñas en espacios reducidos", afirma Bonev. “Los productos son cada vez más pequeños y deben respetar estrictas tolerancias. Las fábricas carecen de espacio y necesitan ser más eficientes energéticamente.

"De este modo permitimos una gama completamente nueva de aplicaciones, productos y descubrimientos que antes eran casi imposibles", afirma Bonev. "La mayoría de nuestros clientes simplemente no podían realizar su tarea antes por falta de espacio".