Los sistemas de robots fijos (fijos en el lugar) se conocen comúnmente como robots multieje, diseñados para realizar movimientos de alta precisión y alto rendimiento dentro de un espacio de trabajo específico. Estos sistemas son la columna vertebral de los dispositivos modernos de fabricación y automatización. En estos dispositivos, la repetibilidad, la velocidad y la capacidad de carga útil son factores clave.
Los robots comunes incluyen robots colaborativos (cobots), brazos robóticos articulados, brazos robóticos articulados adaptativos selectivos (SCARA) y mecanismos triangulares (paralelos), así como control numérico por computadora (CNC) y tornos de pórtico. Según los diferentes requisitos de la aplicación, estos robots pueden instalarse en rieles, paredes, techos, pisos o integrarse directamente en la maquinaria de producción, lo que permite una implementación flexible de los procesos de ensamblaje, manipulación de materiales, embalaje, inspección y procesamiento.
Al combinar electrónica de conducción avanzada, sensores de precisión y arquitectura de control en tiempo real, estas plataformas robóticas fijas brindan la confiabilidad, diversidad, versatilidad y precisión necesarias para entornos de fabricación interconectados inteligentes. Sin embargo, para maximizar las ventajas y el rendimiento de estos sistemas, los diseñadores deben comprender y aplicar los últimos avances en detección de movimiento, detección de posición y área, control de movimiento y tecnologías de conectividad.
Este artículo presentará brevemente los requisitos de diseño de los robots avanzados. Luego, presente soluciones de ejemplo y kits de herramientas de evaluación relacionados para dispositivos analógicos. Los diseñadores pueden utilizar estos kits para implementar estos sistemas.
Requisitos de diseño para robots avanzados.
En comparación con los robots móviles, los robots fijos avanzados (Figura 1) tienen dos diferencias: operan en un entorno general relativamente estacionario y conocido, y no están limitados por la energía de la batería. Sin embargo, incluso en condiciones de trabajo en constante cambio, los robots fijos deben tener capacidades de operación de alta velocidad y mantener precisión, repetibilidad y exactitud. Por ejemplo, es posible que estos robots necesiten recoger paquetes que cambian constantemente de tamaño, forma, peso, dirección y posición, y colocarlos con precisión en una cinta transportadora en movimiento. Para ello, estos robots deben poder evaluar de forma autónoma la situación actual y realizar ajustes dinámicos, al mismo tiempo que perciben continuamente el entorno de trabajo y las condiciones circundantes.
Robots fijos conocidos
Figura 1: Los robots industriales fijos, conocidos y ampliamente utilizados, ahora poseen una precisión ultraalta, una gran flexibilidad y potentes capacidades de adaptación. (Fuente de la imagen: Analog Devices Inc.)
Para cumplir con estos requisitos, es necesario integrar cuidadosamente las siguientes tecnologías: control de movimiento del efector final, tecnología de imágenes de tiempo de vuelo (ToF) para la percepción ambiental, unidad de medición inercial (IMU) para detección de movimiento y enlace serie multimedia Gigabit (GMSL) para garantizar una comunicación confiable de alta velocidad.
1: Control de movimiento del brazo robótico efector final: la función de un brazo robótico es como una mano o una pinza, que se puede abrir o cerrar según sea necesario. El brazo robótico debe utilizar la fuerza adecuada para mantener una fuerza de sujeción confiable sin dañar la carga útil. Esto requiere que el controlador del motor pueda ajustar el motor con precisión, garantizando un funcionamiento preciso, consistente y estable. Debido a limitaciones de peso y espacio, el variador también debe ser liviano y de estructura compacta.
El servoaccionamiento de un solo eje TMCM-1617 (Figura 2) es una de las soluciones correctas para este controlador. Este controlador de motor CC trifásico sin escobillas (BLDC) pesa 24 gy mide 36,8 mm x 26,8 mm x 11,1 mm y proporciona hasta 18 A RMS de corriente con un voltaje de alimentación que oscila entre 8 V y 24 V.