La anatomía o la estructura de un robot depende de los componentes básicos, como la muñeca, el brazo y el cuerpo, que se utilizan para construirlo para una operación específica. Un robot industrial comprende un manipulador mecánico y un controlador que le permite moverse y realizar otras tareas.
El manipulador mecánico comprende articulaciones y eslabones que permiten posicionar y orientar el extremo del manipulador con respecto a su base. El controlador opera las juntas de manera coordinada al mismo tiempo para completar un ciclo de trabajo programado.
Una articulación de robot es similar a una articulación en el cuerpo humano. Permite el movimiento relativo entre dos partes del cuerpo. Los robots industriales suelen tener cinco o seis articulaciones lineales o giratorias.
Los robots se dividen principalmente en cuatro configuraciones principales en función de su apariencia, tamaño, etc., que incluyen configuración cilíndrica, configuración polar, configuración de brazo articulado y configuración de coordenadas cartesianas.
1. Configuración cilíndrica
La configuración cilíndrica tiene dos articulaciones prismáticas perpendiculares y una articulación giratoria. En esta configuración se utilizan una columna vertical y un tobogán que sube y baja la columna. El brazo del robot está conectado a la corredera y puede moverse radialmente alrededor de la columna. Al girar la columna, el robot puede lograr un espacio de trabajo que se aproxima a un cilindro. La configuración cilíndrica ofrece una buena rigidez mecánica.
Ventajas
• Mayor rigidez, y
• Capacidad para transportar altas cargas útiles.
Desventajas
• El espacio de piso requerido es más, y
• Menor volumen de trabajo.
• La precisión disminuye a medida que aumenta el trazo horizontal.
2. Configuración polar
Una articulación prismática se puede subir o bajar sobre una articulación giratoria horizontal en la configuración polar. Una base giratoria soporta los dos enlaces. Estas diversas articulaciones pueden mover el extremo del brazo dentro de un espacio esférico parcial. También se denomina configuración de coordenadas esféricas, que permite la manipulación de objetos en el suelo.
Ventajas
• Capacidad de largo alcance en posición horizontal.
Desventajas
• El alcance vertical es bajo
• Baja rigidez mecánica
• Construcción compleja
• La precisión disminuye con el aumento de la carrera radial.
3. Configuración de brazo articulado
La configuración de brazo articulado ampliamente utilizada es similar a la de un brazo humano. Comprende dos eslabones rectos que representan el antebrazo y la parte superior del brazo humanos y dos articulaciones giratorias que representan las articulaciones del codo y el hombro, que están montadas en una mesa giratoria vertical que corresponde a la articulación de la cintura humana. Como resultado, se puede controlar en cualquier ajuste en el espacio de trabajo. Estos tipos de robots realizan varias operaciones como pintura en aerosol, soldadura por puntos, soldadura por arco y más.
Ventajas
• Mayor flexibilidad,
• Gran volumen de trabajo, y
• Operación rápida.
Desventajas
• Muy caro,
• Procedimientos operativos difíciles, y
• Gran cantidad de componentes.
4. Configuración de coordenadas cartesianas
La configuración de coordenadas cartesianas o rectangulares se construye mediante tres deslizamientos perpendiculares, que dan solo movimientos lineales a lo largo de los tres ejes principales. Consta de tres articulaciones prismáticas. Los extremos del brazo son capaces de operar en un espacio cúbico. El brazo cartesiano da alta precisión y es fácil de programar.
Estos robots también se denominan robots XYZ porque están equipados con tres juntas giratorias para ensamblar ejes XYZ. Los robots procesarán en un espacio de trabajo rectangular utilizando el movimiento de estas tres articulaciones. Puede transportar grandes cargas útiles con la ayuda de su estructura rígida. Se integra principalmente con pick and place, manejo de materiales, carga, descarga, etc.
Ventajas
• Alta precisión y velocidad,
• Menos costos,
• Procedimientos operativos simples, y
• Altas cargas útiles.
Desventajas
• Menos área de trabajo, Flexibilidad reducida.
• Baja destreza (no es capaz de moverse rápida y fácilmente)
• Manipulabilidad limitada