En este artículo, descubrirás los principales tipos de garras robóticas a través de una definición según sus procesos
En resumen, las garras robóticas son extensiones que permiten que los robots recojan y sostengan objetos. Cuando se combinan con un brazo robótico colaborativo (cobot), estas garras permiten a los fabricantes automatizar procesos clave como pruebas de calidad de productos, montaje, pick and place (recoger y posicionar) y alimentación de máquinas.
Piensa en las garras como similares a una mano humana. Se ubican al final del brazo robótico y sus habilidades permiten combinar la fuerza de un brazo con la destreza de una mano.
Esta combinación abre la puerta a innumerables posibilidades en el manejo de materiales con cobots, desde apilar grandes cajas hasta el delicado control de componentes electrónicos.
Existen diferentes tipos de garras robóticas disponibles para uso con los cobots de Universal Robots. Algunas garras son como manos humanas, incluidos cinco dedos, aunque estos son casos extremadamente raros.
Los modelos más comunes son garras de dos y tres dedos, garras mecánicas, modelos con ventosas y hasta garras que parecen bolsas llenas de aire. Con tantas opciones para elegir, puede ser difícil saber qué tipo de garra robótica es el mejor para cada aplicación.
En este artículo, vamos a examinar las garras más populares en la fabricación. También vamos a resumir algunas de las opciones disponibles para los fabricantes y explorar los pros y contras de cada tipo de garra para cada aplicación.
Elegir una garra para tu cobot puede parecer una tarea complicada, especialmente con tantas diferentes opciones de garras y terminologías repetidas.
Sin embargo, en general, las garras pueden dividirse en 5 o 6 categorías, cada una de ellas distinguible por los métodos para controlar y activar la garra en sí.
Estos modelos usan la diferencia entre la presión atmosférica y el vacío para levantar, sostener y mover objetos. Normalmente, el vacío (o "flujo de vacío") es generado por una bomba electromecánica en miniatura o por una bomba de aire comprimido.
El flujo de vacío debe ser ininterrumpido para garantizar que el cobot pueda retener de manera segura el objeto que ha levantado.
Las garras de aire comprimido producen entre cuatro y diez veces más poder que sus contrapartes electromecánicas, lo que las convierte en una buena elección para levantar grandes volúmenes y masas. Sin embargo, las garras de vacío electromecánico se destacan en aplicaciones con alta necesidad de movilidad.
Encontrarás garras de vacío siendo utilizadas para automatizar una gran variedad de tareas, pero una de las aplicaciones más populares para este tipo de garra robótica es el empaquetado y paletizado.
Por ejemplo, la productora de carnes noruega Nortura utilizó el cobot UR10 con una garra de vacío para optimizar sus operaciones de paletizado.
DLC Logistics, una compañía de logística tercerizada con sede en Estados Unidos, adaptó un cobot UR10e con la garra robótica a vacío de Piab piCOBOT para aplicaciones de selección y empaquetado de artículos en cajas en el centro de atención de la empresa.
Los beneficios de las garras de vacío incluyen la capacidad de manejar una gran variedad de artículos (incluso aquellos posicionados de manera irregular en la cinta transportadora) y un menor costo en comparación con otros tipos de garras. Desventajas incluyen el aumento en los costos de electricidad para alimentar el aire comprimido o las bombas de vacío, además de la sensibilidad a condiciones polvorientas y sucias.
Utilizan aire comprimido y pistones para operar sus "mandíbulas" (también llamadas "dedos"). Se encuentran más comúnmente en configuraciones de 2 y 3 dedos. Las garras neumáticas son herramientas versátiles que se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones.
Por ejemplo, Toolcraft Inc, una pequeña tienda de maquinaria en Washington, EE. UU., eligió la garra neumática PHD PneuConnect para automatizar una operación compleja de tres etapas dentro de una máquina CNC.
Combinado con el cobot UR5e (que proporciona repetibilidad hasta 30 micrones), el sistema fue capaz de insertar partes en la CNC y, una vez que la CNC completó su trabajo, sumergir la pieza producida en una solución de enjuague antes de pasarla por un chorro de aire para finalmente colocar la pieza, lavada y seca, en un estante para su envío.
Las ventajas de las garras neumáticas incluyen su bajo costo, amplio rango de fuerza de agarre, habilidad para operar en espacios pequeños y tiempos de respuesta ágiles.
Sin embargo, las garras neumáticas son más adecuadas para sujetar objetos de una sola pieza, por lo que pueden no ser la mejor opción si su línea de montaje maneja un bajo volumen/alta variabilidad de elementos. Esta garra también ofrece una fuerza y control de posición limitados, además de requerir aire comprimido para funcionar.
Impulsadas por fluidos hidráulicos, las garras hidráulicas ofrecen mayor fuerza de agarre que sus contrapartes neumáticas, lo que las hace ideales para tareas pesadas.
La mayor ventaja de una garra hidráulica es su excelente poder de agarre, pero esto también trae grandes desventajas, incluida la complejidad en el uso de aceite, bomba y depósito.
Por consecuencia, las garras hidráulicas suelen requerir más mantenimiento en comparación con otros tipos de garras y no son recomendables para entornos esterilizados y aplicaciones médicas. También suelen ser menos colaborativas en los espacios de trabajo debido a la falta de control de fuerza.
Las garras eléctricas son una opción popular para diferentes aplicaciones con cobots, incluido el mantenimiento de máquinas y pick & place. Aunque no ofrecen la misma fuerza de agarre que las garras neumáticas, son adecuadas para aplicaciones de alta velocidad y fuerza de agarre ligera/moderada.
Por ejemplo, STAMIT, una empresa de herramientas-máquinas con sede en la República Checa, utilizó la garra eléctrica de 2 dedos de Robotiq y un cobot UR10 para seguir una máquina CNC en su entorno de producción altamente variable (4 mil objetos diferentes y 12 millones de piezas en total al año).
La habilidad que define a las garras eléctricas para la automatización en la fabricación es el control. La mayoría de las garras eléctricas vienen con microprocesadores que permiten variación de fuerza y velocidad. Esto posibilita un feedback de la garra sobre la presencia/ausencia de un ítem.
La adición de sensores de fuerza permite a las garras eléctricas manejar fácilmente diferentes partes de objetos. Por otro lado, aunque las garras eléctricas se están volviendo más potentes cada año, en general tienden a tener menor fuerza de agarre que las garras neumáticas y también suelen ser más costosas.
Hemos separado los tipos de garras robóticas anteriores basándonos en los métodos utilizados para mover las garras, pero existen otras formas de clasificar los tipos de garras, como por su forma, lo que resulta en términos como garras paralelas, garras angulares y garras livianas.
Hay diferentes factores a considerar al elegir una garra, pero el más importante es dirigido por la aplicación específica que tiene en mente. Universal Robots hace esto más fácil para usted con el ecosistema UR+, donde puede encontrar una gran variedad de garras especialmente diseñadas para manejar la mayoría de las tareas de fabricación.
Además, existen aún algunas preguntas importantes que deben responderse al seleccionar la garra robótica adecuada para su cobot:
El término End Effector se usa para describir cualquier dispositivo al final de un brazo robótico. Las garras son uno de los tipos de End Effector, pero hay muchos otros.
Por ejemplo, una cámara inteligente al final de un brazo robótico se puede usar para ayudar en tareas de inspección. Una herramienta de soldadura es un instrumento terminal que se puede instalar en un cobot para ser utilizado de manera segura en tareas de soldadura.
Otros instrumentos terminales se utilizan para dosificación. El AIM FD400, por ejemplo, ofrece dosificación de fluidos de viscosidad media (como grasa y silicona) en la instalación de un producto.
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