Para las aplicaciones industriales, las capacidades del robot básico deben aumentarse por medio de dispositivos adicionales. Podríamos denominar a estos dispositivos como los periféricos del robot. En robótica, el termino de actuador final se utiliza para describir la mano o herramienta que está unida a la muñeca. El actuador final representa la herramienta especial que permite al robot de uso general realizar una aplicación particular, y debe diseñarse específicamente para dicha aplicación.
Los actuadores finales pueden dividirse en dos categorías:
Las pinzas se utilizan para tomar un objeto, normalmente la pieza de trabajo, y sujetarlo durante el ciclo de trabajo del robot. Hay una diversidad de métodos de sujeción que pueden utilizarse, además de los métodos mecánicos obvios de agarre de la pieza entre dos o más dedos. Estos métodos suplementarios incluyen el empleo de casquetes de sujeción, imanes, ganchos, y cucharas.
Una herramienta se utiliza como actuador final en aplicaciones en donde se exija al robot realizar alguna operación sobre la pieza de trabajo. Estas aplicaciones incluyen la soldadura por puntos, la soldadura por arco, la pintura por pulverización y las operaciones de taladro. En cada caso, la herramienta particular está unida a la muñeca del robot para realizar la operación.
Los elementos de sujeción se utilizan para agarrar y sostener los objetos, y se suelen denominar pinzas. Se distingue entre las que utilizan dispositivos de agarre mecánico y las que utilizan algún otro tipo de dispositivo (ventosas, pinzas magnéticas, adhesivas, ganchos, etc.). Se pueden clasificar según el sistema de sujeción empleado.
| Sistemas de sujeción para robots | ||
| Tipo | Accionamiento | Uso |
| Pinza de presión - des. angular - des. lineal |
Neumático o eléctrico | Transporte y manipulación de piezas sobre las que no importé presionar |
| Pinza de enganche | ||
| Neumático o eléctrico | Piezas grandes dimensiones o sobre las que no se puede ejercer presión | |
| Ventosa de vacío | Neumático | Cuerpos con superficie lisa poco porosa (cristal, plástico etc.) |
| Electroimán | Eléctrico | Piezas ferromagnéticas |
El accionamiento neumático es él mas utilizado por ofrecer mayores ventajas en
simplicidad, precio y fiabilidad, aunque presenta dificultades de control de
posiciones intermedias. En ocasiones se utilizan accionamientos de tipo
eléctrico.
En la pinza se suelen situar sensores para detectar el estado de la misma
(abierto o cerrado). Se pueden incorporar a la pinza otro tipo de sensores para
controlar el estado de la pieza, sistemas de visión que incorporen datos geométricos
de los objetos, detectores de proximidad, sensores fuerza par, etc.
Existen ciertos elementos comerciales que sirven de base para la pinza, siendo posible a partir de ellos diseñar actuadores válidos para cada aplicación concreta. Sin embargo, en otras ocasiones el actuador debe ser desarrollado íntegramente, constituyendo un porcentaje importante dentro del coste total de la aplicación.
Los tipos de pinzas más comunes pertenecen al tipo llamado pivotante.
Los dedos de la pinza giran en relación con los puntos fijos del pivote. De
esta manera, la pinza se abre y se cierra.
Otro tipo de pinzas se denominan de
movimiento lineal. En este
caso, los dedos se abren y se cierran ejecutando un movimiento paralelo entre sí.
En la elección o diseño de una pinza se han de tener en cuenta diversos factores. Entre los que afectan al tipo de objeto y de manipulación a realizar destacan el peso, la forma, el tamaño del objeto y la fuerza que es necesario ejercer y mantener para sujetarlo. Entre los parámetros de la pinza cabe destacar su peso (que afecta a las inercias del robot), el equipo de accionamiento y la capacidad de control.
Una regla
general es que la pinza debe sujetar a la pieza de trabajo por su centro de
gravedad; esto ocasiona que se anulen los momentos que se pudieran generar por
el peso de la pieza de trabajo.
Para reducir los tiempos de
ciclo en operaciones de carga y descarga de piezas a máquinas-herramientas se
pueden diseñar actuadores finales con doble pinza.
Existen otros tipos de pinzas como ventosas, pinzas magnéticas y pinzas adhesivas.
En muchas ocasiones el robot ha de realizar operaciones que no consisten en manipular objetos, sino que implica el uso de una herramienta. Aparte de estos elementos de sujeción y herramientas más o menos convencionales, existen interesantes desarrollos e investigaciones, muchos de ellos orientados a la manipulación de objetos complicados y delicados. Por ejemplo pinzas dotadas de tacto.
| Herramientas terminales para robots | |
| Tipo | Comentarios |
| Pinza soldadura por puntos Soplete soldadura de arco Cucharón para colada Atornillador Fresa-lija Pistola de pintura Cañón láser Cañón de agua a presión |
Dos electrodos que se cierran sobre la pieza de soldar Aportan el flujo de electrodo que se funde Para trabajos de fundición Suelen incluir la alimentación de tornillos Para perfilar, eliminar rebabas, pulir, etc Para pulverización de la pintura Para corte de materiales, soldadura o inspección Para corte de materiales |
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El robot que aparece en la figura adjunta tiene un dispositivo en su muñeca para aplicaciones de soldadura. |
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En este robot el actuador final consiste de una serie de sensores que puede tener diversas aplicaciones (medición, inspección). |
2002-03 Víctor R. González
