Puede que no pensemos mucho en ellos, pero los brazos robóticos construyen muchos de los objetos que usábamos cada día. ¿Alguna vez te has preguntado cómo funcionan? Echemos un vistazo más de cerca al funcionamiento interno de un brazo robótico neumático.
Fundamentos del brazo neumático
Un brazo neumático, como cualquier otro sistema accionado por aire, necesita cinco cosas para funcionar. Todo empieza con el compresor, que genera el aire comprimido. Esto se traslada a un depósito, que almacena el aire. Las válvulas controlan entonces el flujo de aire, y los circuitos controlan las válvulas que mueven el aire entre las partes que lo necesitan. Finalmente, un actuador utiliza el aire para hacer algo.
Un brazo robótico básico está compuesto por una base y varios actuadores. Este número varía según el diseño del brazo robótico.
La base, o hombro, es la parte del brazo que descansa sobre el suelo o en una superficie elevada y proporciona una base estable para el resto del brazo. A partir de ahí, los actuadores —el brazo superior, el codo, el antebrazo, la muñeca y la mano— le dan movimiento al robot. Cada sección puede controlarse individualmente, lo que permite un control más preciso.
¿Cómo alimenta un sistema neumático un brazo robótico?
Cualquier sistema neumático tiene cuatro pasos a la hora de alimentar brazos robóticos. Primero, el compresor utiliza gasolina, propano o electricidad para generar aire comprimido. Cualquiera de estos puede servir como fuente de energía para el sistema neumático, almacenando energía potencial. Desde el compresor, este aire se mueve hacia el depósito. Se almacena aquí hasta que el brazo robótico lo necesita, de modo que el sistema pueda usarse inmediatamente en lugar de esperar a que el compresor genere suficiente presión.
Las válvulas de cada componente determinan cómo se moverá. Encender y apagar el aire determina el movimiento de cada parte del brazo.
Finalmente, los actuadores convierten la energía potencial generada por el compresor en energía cinética. Los actuadores pueden programarse para usar esa energía cinética y manipular el brazo neumático. El uso de aire comprimido está diseñado para reemplazar los motores eléctricos y servos en los brazos, facilitando el movimiento de una carga o la manipulación de una pieza que se está ensamblando.
Ventajas de los sistemas neumáticos en robótica
¿Por qué los sistemas neumáticos están empezando a sustituir de forma constante a los servos y motores eléctricos en la robótica ?
El mantenimiento del sistema es mucho más sencillo con brazos neumáticos. Si un pistón neumático falla, es fácil de reemplazar y lleva menos tiempo que reparar un sistema electrónico.
La neumática también es extremadamente precisa. Pueden programarse con una precisión de hasta 2 mm y tienen una repetibilidad de 0,02 mm.
También funcionan bien en temperaturas extremas, tanto calientes como frías. El rango estándar de funcionamiento de un brazo neumático está entre -40 °C y 120°C (-40°F a 248°F).
Pros y contras de un brazo robótico neumático
Estas armas pueden usarse en casi cualquier industria, pero no son infalibles. Aquí tienes algunas ventajas y desventajas de usar estos brazos robóticos impulsados por aire.
Pros
- La potencia neumática genera mucho más movimiento de fluidos, reduciendo errores y daños.
- Bajo riesgo de seguridad – Estos brazos son más seguros para manejar. Si hay algún problema, puedes cortar el aire al brazo sin tener que cortar el suministro a toda la planta.
- Menos mantenimiento – Los brazos neumáticos requieren menos mantenimiento general y son más fáciles y baratos de reparar si fallan.
Contras
- Control mínimo de velocidad – La mayoría de los brazos neumáticos tienen dos ajustes: encendido y apagado. Es más difícil controlar la velocidad a la que se mueven estos brazos.
- Altos costes operativos a largo plazo – Aunque pueden ser más eficientes, estos brazos sí cuestan más a largo plazo de operar.
- Propenso a la humedad – Como cualquier sistema de aire comprimido, estos brazos neumáticos pueden ser propensos a daños por humedad y acumulación de humedad dentro del compresor.
Aplicaciones industriales de un brazo robótico neumático
Los brazos robóticos son útiles para tareas repetitivas o que pueden ser demasiado peligrosas para los empleados humanos. Esto incluye cosas como la soldadura, la fabricación de ordenadores, el manejo de materiales, la retirada de materiales y las líneas de montaje de fabricación.
Que sean populares en la industria manufacturera no significa que los brazos robóticos no tengan aplicaciones en otros lugares. Pueden utilizarse como asistentes quirúrgicos o para la creación de prótesis y ortesis en medicina.
También pueden usarse en el entretenimiento, en forma de animatrónicos o para juguetes educativos. Incluso hay algunos experimentos que utilizan brazos robóticos neumáticos para la cosecha automática de cultivos.
La próxima vez que subas al coche o vayas al médico para una intervención quirúrgica, agradece a un ingeniero y a los brazos robóticos neumáticos que programaron para hacerte la vida un poco más fácil o un poco más segura.
