Podemos pensar que la fabricación se lleva a cabo tras bastidores, pero esa es una visión equivocada. Desde otra perspectiva, las cadenas de suministro de fabricación y la infraestructura de apoyo son el núcleo de la vida moderna.
Gracias a la robótica y la automatización, la industria manufacturera se encuentra en el centro de la revolución de la ingeniería. La robótica es especialmente importante hoy en día, dada la cantidad de puestos de trabajo industriales vacantes y las empresas que buscan una ventaja competitiva en la globalización.
Los robots colaborativos (cobots) y los brazos robóticos automatizados pueden utilizar distintos tipos de herramientas según la aplicación y el resultado deseado. Una distinción que vale la pena entender es entre herramientas de extremo de brazo (EOAT) neumáticas y eléctricas. Estas son herramientas que se encuentran en el extremo del brazo de manipulación del robot y que se utilizan para interactuar con materiales y piezas de trabajo.
¿Por qué esto importa?
La robótica no es un tema aburrido, pero a menos que ya trabajes en la industria de la robótica, la fabricación o la automatización, puede que te cueste un poco convencer que te interese el utillaje de extremo de brazo.
Basta decir que los robots industriales modernos no pueden levantar, transportar, girar, cortar, tallar, medir, probar o realizar muchas otras tareas sin herramientas en el extremo del brazo.
Algunos ejemplos típicos de herramientas de extremo de brazo incluyen:
- Soldadores
- Pinzas
- Cortadoras láser
- Herramientas de medición
- Herramientas para quitar material
- Sensores de par de fuerza y de choque
- Ventosas o elevadores electromagnéticos
Además de las herramientas para cortar, esmerilar o pulir, los brazos robóticos pueden usar EOAT para realizar pruebas, calibraciones o inspecciones. Los EOAT brindan a los robots la capacidad de realizar las tareas que les pedimos y admiten un número cada vez mayor de plataformas y aplicaciones de robots.
A continuación, analizaremos más de cerca los pros y los contras de las EOAT neumáticas y eléctricas.
EOAT neumática: ventajas y desventajas
Sin las herramientas adecuadas para el extremo del brazo, un robot industrial no puede realizar las tareas que se le asignan. También existen muchas preocupaciones desde el punto de vista comercial.
En primer lugar, está la neumática. Los EOAT neumáticos son la primera opción de los ingenieros de robótica. Pero, ¿cuáles son las ventajas específicas? Por un lado, los EOAT neumáticos tienen una alta relación potencia-tamaño en comparación con otras opciones. Como resultado, se pueden instalar más fácilmente en ciertos chasis de robots o áreas de trabajo industriales. Las empresas preocupadas por los costos iniciales también pueden obtener mejores resultados si utilizan los actuadores y EOAT neumáticos más conocidos. La ecuación va más allá de eso, pero el uso de EOAT neumáticos puede facilitar la gestión de los costos del primer día.
El funcionamiento neumático es ideal para configuraciones eficientes en las que la forma y el tamaño de la pieza de trabajo no cambian con tanta frecuencia. Muchas herramientas de extremo de brazo neumáticas solo pueden mecanizar u operar un tipo de pieza.
Sin embargo, las EOAT neumáticas no están exentas de inconvenientes. Son la opción preferida en la actualidad, pero tienen inconvenientes importantes que pueden hacer que se las retire de las fábricas en favor de sus contrapartes eléctricas en los próximos años.
Estos inconvenientes son más fáciles de abordar en algunos casos, pero aun así vale la pena tenerlos en cuenta cuando las empresas consideren esta opción:
- Programabilidad menos avanzada: Las abrazaderas neumáticas y otras herramientas neumáticas de extremo de brazo ofrecen funciones de apertura y cierre simples en comparación con las herramientas de extremo de brazo eléctricas más programables.
- Control limitado del agarre: el agarre EOAT eléctrico es mucho más personalizable, aunque las variantes neumáticas pueden permitir un control básico del agarre variando la presión.
- Requiere aire comprimido: las EOAT requieren el uso constante de aire comprimido, lo que aumenta sus costos operativos continuos.
- Posible compromiso de calidad debido a los lubricantes: los contaminantes en los sistemas de aire comprimido pueden representar una amenaza para algunos productos particularmente delicados, como los alimentos, dependiendo de la aplicación.
EOAT eléctrico: ventajas y desventajas
La comunidad de ingenieros considera cada vez más las herramientas eléctricas de extremo de brazo como una alternativa lógica a las herramientas neumáticas de brazo mecánico. Si bien pueden proporcionar muchas de las mismas funciones, los actuadores eléctricos y las herramientas de extremo de brazo son mucho más flexibles en algunos aspectos clave.
Estas son las ventajas de las herramientas eléctricas de extremo de brazo:
- Mejor programabilidad y control: el extremo de la herramienta motorizado proporciona al usuario un control significativo y programable sobre el posicionamiento, la fuerza de la herramienta, la distancia de desplazamiento y la velocidad de desplazamiento. Estas características son esenciales cuando las dimensiones del material, el producto o la pieza cambian con regularidad.
- Sistema y configuración sencillos: la ventaja de utilizar un actuador eléctrico de fin de brazo es la eliminación de los compresores de aire y sus ciclos asociados de mantenimiento y reemplazo. La relativa simplicidad de los actuadores eléctricos y los actuadores de fin de brazo resulta atractiva para las organizaciones con personal de ingeniería limitado.
- Control más sencillo a presiones más bajas: como se mencionó anteriormente, las herramientas neumáticas solo proporcionan un control de presión básico. A presiones más bajas, es difícil obtener fuerza útil de la herramienta. Las variantes eléctricas eliminan esta desventaja al proporcionar agarre incluso durante operaciones delicadas.
- Requisitos de espacio menos estrictos: dado que los controles neumáticos están completamente abiertos o cerrados en un momento dado, tienden a requerir más espacio de amortiguación por razones de seguridad mientras se utilizan piezas más pequeñas.
Una de las pocas desventajas de las EOAT motorizadas, como las pinzas, es que, como se ha comentado, suelen ser más caras que sus análogas neumáticas. Los componentes neumáticos pueden ser más baratos el primer día, pero sus costes operativos (incluido el suministro de aire comprimido) pueden afectar al retorno de la inversión. Por el contrario, las EOAT eléctricas pueden costar más el primer día, pero los costes de mantenimiento son inferiores.
Esta relación costo-beneficio de la motorización es algo que vale la pena considerar para las empresas que buscan invertir o reinvertir en robots industriales.
Selección de herramientas de extremo de brazo eléctricas y neumáticas
Existen otras formas en las que la aplicación prevista afecta la elección del brazo final de la herramienta. Por ejemplo, cada vez menos pinzas neumáticas y herramientas neumáticas están equipadas con sensores de detección de abrazaderas. Las pinzas de extremo de la herramienta motorizadas se pueden integrar más fácilmente en la infraestructura de IoT (Internet de las cosas) en evolución de una empresa para fines de recopilación de datos.
En última instancia, los actuadores y herramientas eléctricos pueden resultar una opción más escalable para un futuro más eficiente y ecológico de equipos de fabricación distribuidos, de gran variedad, de gran volumen y asequibles.