Garra robótica: comprenda qué es y cómo se utiliza una pinza robótica

Comprenda cómo las garras robóticas son el complemento ideal para brazos robóticos en operaciones productivas en diferentes industrias.

Garra robótica: comprenda qué es y cómo se utiliza una pinza robótica
Garra robótica: comprenda qué es y cómo se utiliza una pinza robótica

Vea en este artículo cómo la garra robótica complementa un brazo robótico colaborativo y entienda cómo las garras (también conocidas como pinzas) son utilizadas en las industrias para optimizar los resultados.

¿QUÉ ES UNA PINZA ROBÓTICA?

Las pinzas robóticas son uno de los tipos más simples de garras robóticas. Son populares entre los diseñadores principiantes, atraídos por el diseño y la simple funcionalidad de estas garras.

Normalmente, las pinzas robóticas consisten en dos dedos (también llamados jaws) que vienen de los lados opuestos de un objeto para sujetarlo. En este artículo, usaremos “garra” de la manera más amplia posible: cualquier mano robótica que incorpore dedos / jaws para sujetar un objeto por la parte externa.

Estos dedos de las pinzas pueden ser duros o blandos (con una estructura externa más rígida y el interior lleno de aire, por ejemplo), siendo las garras blandas muy utilizadas en la industria alimenticia y en el manejo de objetos delicados.

Los robots colaborativos de Universal Robots (o cobots) pueden trabajar con diferentes herramientas, incluyendo garras de pinzas robóticas.

¿CÓMO SE UTILIZAN LAS PINZAS ROBÓTICAS?

Los diseñadores robóticos han encontrado diferentes usos para las garras robóticas con pinzas basadas en el diseño simple. Estas garras son herramientas populares en entornos de manufactura donde, por ejemplo, pueden usarse para ensamblaje, pick & place, y empaquetado y paletización.

Las garras robóticas también están en el espacio. La Misión InSight de la NASA utiliza un brazo robótico con herramienta de pinza para colocar instrumentos en la superficie marciana. Y los investigadores y biólogos marinos ya han utilizado garras robóticas para realizar estudios marítimos en ambientes subacuáticos en medusas.













La garra RG2 es una garra robótica colaborativa de 2 dedos de OnRobots.
La garra RG2 es una garra robótica colaborativa de 2 dedos de OnRobots.

Las pinzas de 2 y 3 dedos se han vuelto populares entre las garras por su versatilidad y nivel de sujeción para algunos objetos específicos. El diseño también ha inspirado diferentes modelos de garras blandas.

Vamos a mirar ejemplos específicos de estas garras en acción más abajo, pero primero, nos gustaría explicar las diferencias entre garras robóticas y garras mecánicas.

¿CÓMO FUNCIONA UNA GARRA MECÁNICA?

Las garras mecánicas normalmente se usan para agarrar/sujetar ítems en ambientes de manufactura. Los dos tipos más comunes de garras utilizadas son las mecánicas y las hidráulicas.

Las garras hidráulicas son mejor utilizadas en aplicaciones de alto volumen donde las tolerancias críticas deben mantenerse. Al usar bombas eléctricas y presostatos digitales, los sistemas garantizan que las garras hidráulicas alcancen un 1% de precisión en fuerza/presión en el apriete.

Por otro lado, las garras mecánicas y sistemas de garras ofrecen un 10% de precisión en apriete, ya que la apertura de las jaws se hace de manera manual usando una llave inglesa.

Son más baratas que las versiones hidráulicas, pero también más costosas en tiempo para operar, por lo tanto, son más recomendadas para pequeños volúmenes de producción.

Además, son normalmente utilizadas en ambientes de manufactura extremos, como en altas temperaturas, donde los sistemas hidráulicos no serían seguros para operar.

Las garras mecánicas usan varios métodos para cerrar las pinzas. Por ejemplo, en algunos diseños, cuando un pistón en el medio es levantado, las pinzas se cierran. En otros modelos, un electroimán se utiliza para acercar las pinzas. El principio, sin embargo, es siempre el mismo.

Existen muchas herramientas en garras para robots colaborativos, desde garras blandas hasta modelos con 2 o 3 dedos en pinzas. Estas garras robóticas proporcionan un nivel de inteligencia y autonomía que está muy por encima de las contrapartes mecánicas.

Por ejemplo, una garra robótica puede ofrecer retroalimentación útil al cobot y al CLP (Controlador Lógico Programable). Estos datos pueden luego refinar su proceso de manufactura tras un análisis detallado. Las garras robóticas también son más pequeñas y precisas que las versiones mecánicas.

Veremos a continuación algunos de los modelos disponibles en UR+, el ecosistema de soluciones en hardware y software para la robótica colaborativa con socios autorizados de Universal Robots.

COBOTS CON GARRAS Y PINZAS ROBÓTICAS

Las garras paralelas (a veces referidas como pinzas de 2 dedos o garras de dos pinzas) involucran dos pinzas cerrando en paralelo sobre la pieza para asegurar el apriete.

De este diseño simple, los ingenieros desarrollaron una gran variedad de tecnologías versátiles de garras que se usan en aplicaciones de manufactura de todo tipo: montaje, empaquetado y paletización, por ejemplo.

Las garras paralelas (o pinzas robóticas) pueden ser eléctricas, neumáticas o hidráulicas. Una limitación del modelo en relación con otros modelos de garras robóticas es que solo pueden apretar en formato de pinza, lo que limita su versatilidad operacional.

Las garras adaptativas, sin embargo, traen nuevos niveles de funcionalidad al diseño de las pinzas. Estos modelos adaptativos son capaces de ajustarse a diferentes formatos de productos sin necesidad de reprogramación continua.

GARRA 3FG15 DE ONROBOT

Las garras paralelas de 3 dedos también siguen el mismo razonamiento al cerrar alrededor de un objeto. A veces llamadas pinzas autocentradas, las garras paralelas de 3 dedos son poderosas, pero tienen poca flexibilidad y las pinzas necesitan ser cambiadas para cada producto manejado.

Las garras de 3 dedos adaptativas aportan flexibilidad extra a la ecuación, permitiendo una gran variedad de aplicaciones posibles y entregando la habilidad de manejar producciones de alta mezcla y bajo volumen sin necesidad de nuevas programaciones o garras cada vez que la producción cambia.

La 3FG15 de OnRobot en la imagen de abajo es una garra de 3 dedos ideal para sostener objetos redondos o cilíndricos en aplicaciones de alimentación de máquina.













La garra robótica 3FG15 de OnRobots tiene una capacidad de carga de 15 kg.
La garra robótica 3FG15 de OnRobots tiene una capacidad de carga de 15 kg.

La garra automáticamente centraliza la pieza trabajada, permitiendo una presión fuerte, estable y precisa. Su alcance (hasta 150mm) optimiza el torneado de múltiples partes mientras que las puntas de las pinzas personalizables dan a la 3FG15 una mayor flexibilidad para tamaños de piezas y formatos.

HAND-E DE ROBOTIQ

El modelo Hand-E de Robotiq ofrece una precisión de 50mm, lo cual es ideal para tareas de montaje con precisión. El diseño sellado de la garra es lo suficientemente resistente para garantizar confiabilidad incluso en procesos de manufactura intensos, incluyendo la alimentación de máquinas CNC.

Especialmente diseñado para robots colaborativos, el Hand-E también ofrece la posibilidad de fuerza ajustable, puntas redondeadas y funcionalidades de auto-bloqueo, haciendo el trabajo cercano a humanos más seguro.

A diferencia de las garras mecánicas, el Hand-E es verdaderamente adaptativo, lo que significa que la garra se ajusta de manera autónoma a diferentes tipos de productos, tamaños y formas.













La garra HandE viene en configuraciones únicas y dobles, pudiendo tener dos garras conectadas al mismo brazo robótico colaborativo simultáneamente.
La garra HandE viene en configuraciones únicas y dobles, pudiendo tener dos garras conectadas al mismo brazo robótico colaborativo simultáneamente.

GARRAS PARALELAS HAND-E EN FUSION OEM

Fusion OEM es una empresa de Estados Unidos especializada en la fabricación de piezas. La producción de alta mezcla y bajo volumen funciona con 14 máquinas CNC en la fábrica.

La empresa quería liberar a sus trabajadores de tareas repetitivas de carga y descarga, por lo que utilizaron cobots UR5e y UR10e con garras de Hand-E para automatizar esta tarea.

La garra paralela primero toma las piezas ofrecidas en un sistema de encajes y luego abre la máquina CNC para insertar la pieza en el sistema de sujeción. Después, la garra cierra la puerta y envía una señal para que la máquina comience el ciclo.

“Fuimos capaces de conectar la máquina directamente al brazo del robot, tener retroalimentación de la posición y fuerza, y sabemos si hay una pieza donde debe haber una y si esa es la pieza correcta manejada por el robot”, dijo el gerente de I+D Stephen Milchuck.













La configuración doble de la Hand-E en una máquina CNC permitió que Fusion OEM tuviera el doble de productividad y fuera cuatro veces más barata que la operación manual.
La configuración doble de la Hand-E en una máquina CNC permitió que Fusion OEM tuviera el doble de productividad y fuera cuatro veces más barata que la operación manual.

GARRA COBOT KIT MGRIP P4 DE SOFT ROBOTICS

La palabra garra evoca en el imaginario popular la idea de piezas duras, afiladas y parecidas a dedos de águilas, manos de cangrejos o formatos similares. Pero esta asociación no es verdadera para todas las garras robóticas desarrolladas para cobots.

Algunas garras blandas permiten el manejo de ítems delicados como alimentos y aún son extremadamente seguras para el trabajo en proximidad con humanos.













La garra suave de SoftRobotics tiene la configuración ideal para cerrarse alrededor de objetos delicados, como por ejemplo malvaviscos.
La garra suave de SoftRobotics tiene la configuración ideal para cerrarse alrededor de objetos delicados, como por ejemplo malvaviscos.

El Cobot Kit mGrip P4 de Soft Robotics (en la foto de arriba) es un kit de garra versátil que puede manejar una gran variedad de aplicaciones de robótica colaborativa, desde el manejo de partes hasta la alimentación de máquinas.

Desarrollado para implementación plug and play con Universal Robots, el sistema está diseñado para una instalación rápida y programación fácil con una fuente de aire integrada.

KIT-UR-G DE GIMATIC

El KIT-UR-G de Gimatic es una garra paralela eléctrica de 2 dedos que puede ser directamente conectada al "brazo" de su brazo robótico colaborativo de Universal Robots. Compatible con los modelos UR3, UR5 y UR10e, esta garra se utiliza para el manejo de material, montaje y alimentación de máquinas.













La garra paralela de Gimatic es compatible con la instalación plug and play de los cobots de Universal Robots.
La garra paralela de Gimatic es compatible con la instalación plug and play de los cobots de Universal Robots.

GARRA ROBÓTICA SOFTGRIPPER DE SOFTGRIPPING

La garra SoftGripper de SoftGripping es un modelo especialmente desarrollado para el manejo de productos alimenticios. Puede usar hasta ocho dedos en pinzas montados en diferentes bases, pero la garra puede ser posicionada en diferentes configuraciones dependiendo de la aplicación y del producto a ser manejado.













La garra de SoftGripper utiliza aire comprimido para llenar sus dedos.
La garra de SoftGripper utiliza aire comprimido para llenar sus dedos.

GARRA HERGA-LIGHTWEIGHT SYSTEM

La HERGA-Lightweight System es la última palabra en personalización de herramientas y garras robóticas para el manejo de piezas, ya sea para pinzas de agarre o a vacío.

HERGA permite que garras neumáticas y a vacío funcionen al mismo tiempo, abriendo una posibilidad única para sus usuarios. Este sistema versátil es especialmente valioso para operaciones de manejo de piezas 3D de formas irregulares y libres.













El HERGA Lightweight System es compatible con los cobots UR3, UR5 y UR10e.
El HERGA Lightweight System es compatible con los cobots UR3, UR5 y UR10e.

Solo hemos arañado la superficie de lo que son las pinzas robóticas y las garras paralelas. Si desea ver más soluciones, acceda a UR+ o hable con nuestros especialistas en robótica colaborativa.

Rob Goldiez

Rob Goldiez is cofounder and CEO of Hirebotics. Founded in 2015, Hirebotics is a Universal Robots OEM whose cloud software has made automation accessible to businesses of all sizes with its no-capital approach to robotics, continuous monitoring, and instantly available 24/7 support. Hirebotics’ cloud platform and mobile app unlock unique capabilities, deliver application-specific skills to UR cobots, and enable revolutionary experiences for everyday end users.

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