IMG_IAI_Robot Scara XYZR IXA IAI

Exploramos los beneficios de uno de los robots más rápidos del mercado

La industria actual demanda multitud de soluciones automáticas para un gran número de aplicaciones de diferentes sectores. Las necesidades varían por lo que las soluciones a las mismas también lo harán, y pueden ir desde necesidades de software, control y programación, hasta necesidades de movimiento. 

 

Estas últimas, las necesidades de movimiento, cuyas soluciones pueden ir desde un simple actuador lineal hasta un robot antropomórfico, ofrecen un gran abanico de opciones según el grado de libertad para un sinfín de necesidades.

 

Para dejar el concepto de grado de libertad claro, pondremos el ejemplo de una partícula: tiene 3 grados de libertar, es decir, su posición se constituye mediante 3 ejes referentes a su posición (X-Y-Z). En cambio, un sistema de 6 grados de libertad puede posicionarse en un mismo punto mediante distintas configuraciones de los ejes.

 

célula ejes

 

Este artículo se centra en los robots SCARA (acrónimo de Selective Compliance Articulated Robot Arm), que se mueven en X-Y-Z, como los cartesianos, pero incorporan un eje de rotación al final del plano Z. 

 

El uso de robots cartesianos y de seis ejes así como el de brazos robóticos (SCARA) está en aumento, principalmente en tareas que necesitan acelerar los tiempos de ciclo, aumentar el rendimiento y eliminar los cuellos de botella.  Cada vez resulta más sencillo manejar un robot gracias a los controles avanzados; se necesitan menos requisitos de programación, y en algunos casos, las herramientas en línea permiten a los usuarios finales y a los OEM elegir y configurar rápidamente las funciones del robot.

 

Antes de profundizar en los sistemas SCARA, es interesante conocer los diferentes sistemas para generar movimiento que se utilizan en la industria:

 

Robots cartesianos: son dispositivos mecatrónicos que utilizan motores y actuadores lineales para posicionar, por ejemplo, una herramienta. Realizan movimientos lineales en tres ejes, X-Y-Z, la estructura soporta los ejes y la carga útil, y los movimientos del robot cartesiano permanecen dentro de los límites de la estructura que lo sustenta.

   
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Robots SCARA: se mueven en los planos X-Y-Z como los cartesianos, pero incorporan un eje de rotación al final del plano Z para rotar la herramienta, esto hace que sean buenos para operaciones de ensamblaje vertical.  La estructura consta de dos brazos unidos en la base y la intersección de los brazos uno y dos, y dos motores independientes utilizan cinemática inversa e interpolación en las uniones J1 y J2 para controlar el movimiento XY. La ubicación final XY al final del brazo dos es un factor del ángulo J1, el ángulo J2, la longitud del brazo uno y la longitud del brazo dos.

 
Más información sobre robots Scara Robot Scara IAI de 3 ejes XYZ IXP

   

Robots de seis ejes: pueden posicionarse en un mismo punto de infinitas maneras para ofrecer más control direccional que los SCARA. Esto es adecuado para movimientos complejos que simulan un brazo humano; los robots de seis ejes a menudo ejecutan procesos de soldadura y paletizado. 

 
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En la industria es usual ver instalaciones de robots antropomórficos, o de hasta 6 ejes, cuyos recursos no son del todo aprovechados al tener una capacidad muy superior a la necesaria para la aplicación.  En muchas de estas ocasiones un robot SCARA sería más adecuado, un robot que, pese a sus numerosas ventajas y características, no está lo suficientemente valorado y extendido. 

 

La mayoría de las aplicaciones de ensamblaje y selección que implican mover una parte del punto A al punto B son perfectas para estos robots, porque esto generalmente implica reubicar la parte en X-Y-Z con alguna rotación en el eje Z. También resultan ideales para aplicaciones de atornillado, donde el eje de rotación puede manipular fácilmente los tornillos. Asimismo son óptimos para aplicaciones de dispensado o dosificado; un SCARA puede recoger piezas y presentarlas a un dispensador, o la herramienta de dispensación se puede conectar al eje del robot.

 

Tienen una zona de trabajo cilíndrica con variaciones en el diámetro y la profundidad del cilindro. La longitud total de los brazos uno y dos define el diámetro del círculo, mientras que el eje Z define la profundidad del cilindro.

 

Una de las ventajas principales de los SCARA es la velocidad a la que trabajan, una de las más rápidas del mercado, por lo que supone un factor importante a la hora de elegir un dispositivo. Con cuatro ejes tienen menos articulaciones móviles y están configurados para que J1 y J2 controlen el movimiento XY, y que J3 y J4 controlen el movimiento Z y de rotación; esto simplifica los cálculos cinemáticos inversos haciendo que el tiempo destinado para el cálculo sea menor. Cuando el tiempo del ciclo es crítico es recomendable considerar una solución SCARA.

 

IXA IAI Scara application

 

La huella o “footprint” es el espacio donde se monta el robot y por lo general, los SCARAs tienen una huella más pequeña que la de los robots cartesianos o delta con el mismo alcance. Si bien los SCARAs con zonas de trabajo más amplias tienen huellas más grandes debido al mayor tamaño del motor y la base, necesarios para su estabilidad.

 

La repetitividad es crucial en aplicaciones de ensamblaje, donde se requiere que las tolerancias estén dentro de unos rangos; por ejemplo en la inserción de conectores en placas de circuito impreso, o en aplicaciones de dispensado a la hora de coger una aguja en una pequeña ranura. Y la repetitividad en los SCARA, al tener un menor número de motores, habitualmente es mejor en comparación al de otros tipos de robots: los errores que ocurren en la posición XY se deben a tener dos motores en J1 y J2, cuando otros tipos de robots tienen tres o más motores que contribuyen a la posición XY, y cuantos más motores es más probable el error. 

 

La firma japonesa IAI, líder en el sector de la automatización de actuadores eléctricos, dispone de una amplia gama de estos robots con diferentes motorizaciones y configuraciones.

 

Dentro de la familia de robots SCARA de IAI podemos seleccionar motorización paso a paso (IXP)  o servo motor (IX o IXA).

Robot Scara IXP de IAI Larraioz Elektronika

El robot SCARA IXP de IAI, basado en motorización paso a paso, es una novedosa solución para operaciones de precisión y velocidad tales como dispensado, inserción de componentes, ensamblado, sellado, y muchas más donde no se requieren las altas cotas de dinámica que se alcanza con los tradicionales robots SCARA de motor servo.

 

    •  Desde 180mm hasta 650mm de longitud de brazo, eje vertical hasta 150mm (200 mm en algunos modelos), y hasta 6kg de masa admisible dependiendo del modelo.
    • Diferentes rangos de velocidad, hasta 0.67s de ciclos estándar PTP de 25mm vertical – 300mm horizontal – 25mm vertical.
    •  Preparado para controlador multieje MSEL para motores paso a paso.
    • Fácil de usar, no requiere experiencia de programación.
    • Funciones de pick and place integradas.
IX SCARA IAI

El robot SCARA IX de IAI, basado en motorización servo, es una solución ideal para operaciones de precisión y con requerimientos de muy alta velocidad, tales como dispensado, inserción de componentes, ensamblado, sellado, y muchas más.

 

    • Desde 250mm hasta 800mm de longitud de brazo, y hasta 20kg de masa admisible.
    • Está disponible en una amplia variedad de acabados y construcciones: para montaje a suelo, a techo, a pared, modelos compatibles con sala blanca, y para ambientes agresivos con protección frente a salpicaduras y polvo.
    • Diferentes rangos de velocidad; hasta 8000mm/s y altas aceleraciones.
    • Fácil de usar, no requiere experiencia de programación.
    • Funciones de paletizado integradas.
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El robot Scara IXA de IAI, basado en motorización servo, es una novedosa solución que integra las funciones de los anteriores robot scara pero con mayores prestaciones.

 

    • Desde 300mm hasta 600mm de longitud de brazo, eje vertical de hasta 330mm.
    • Diferentes rangos de velocidad, hasta 0.38s de ciclo estándar PTP de 25mm vertical – 300mm horizontal – 25mm vertical, y el tiempo se reduce a 0.26s en los modelos de alta velocidad.
    • Encoder absoluto libre de batería.

En resumen, para ciertas aplicaciones en las que un robot cartesiano no llega a las especificaciones y un robot antropomórfico de 6 grados las supera, el robot SCARA es una opción perfecta para la automatización. Además, posee unas características que los hacen superior frente a los sistemas anteriormente descritos, como por ejemplo, sus rápidos ciclos de trabajo, excelente repetitividad, gran capacidad de carga y su amplio campo de aplicación, así como su reducido espacio requerido para su instalación.

 

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