EFECTORES FINALES

EFECTORES FINALES

Un efector final es un dispositivo que une a la muñeca del brazo del robot y activa el robot de propósito general para realizar una tarea específica. (en este caso, desplazar objetos de un lugar a otro); Algunas veces se hace referencia a ello denominándose “mano” del robot. La mayoría de máquinas de producción requieren artefactos especiales y herramientas diseñadas para un operación particular, y un robot no es la excepción. El efector final es una de las herramientas de uso especial para un robot. Por norma general, los efectores finales se deben inspeccionar técnicamente para la tarea que van a realizar. La mayoría de los fabricantes de robots tienen grupos especiales de técnicos cuya función es diseñar los efectores finales.

Tipos de efectores finales

Existe una amplia gamma de efectores finales necesarios para realizar una gran variedad de funciones de trabajo diferentes. Estos tipos se pueden dividir en dos categorías principales:

1. Pinzas

2. Herramientas

PINZAS

Las pinzas son efectores finales que se utilizan para agarrar y sostener objetos. Los objetos suelen ser piezas que tienen que ser movidas por el robot. En estas aplicaciones de manejo de los objetos se incluyen la carga y descarga de las máquinas, la recogida de objetos depositados en el transportador y la composición de objetos depositados sobre una plataforma. Además de objetos de trabajos, entre los objetos manejados por las pinzas del robot se incluyen cartones, botellas, materiales en bruto y herramientas.

Muchas veces se tiende a pensar en las pinzas como en dispositivos de agarre mecánico, pero existen modos alternativos de sujeción de objetos que implican el uso de imanes, ventosas, etc.

Las pinzas, en general, se pueden clasificar en pinzas simples y pinzas dobles, aunque esta clasificación se aplica mejor a las pinzas mecánicas. El factor que distingue a la pinza simple es que sólo se monta un dispositivo de agarre en la muñeca del robot. Una pinza doble posee dos dispositivos de agarre unidos a la muñeca y se utiliza para sostener dos objetos distintos.

Los dispositivos de dos pinzas pueden actuar de forma independiente. La pinza doble es de especial utilidad en máquinas con aplicaciones de carga y descarga.

La pinza de terminales múltiples se aplica en los casos donde dos o más mecanismos de agarre se fijan a la muñeca. Las pinzas dobles son un subgrupo de las pinzas múltiples. Las ocasiones en que se requieren más de dos pinzas son muy raras. También existe un aumento en el costo y una disminución en la fiabilidad cuando se aumenta el número de dispositivos de agarre en un brazo robot.

Otra forma de clasificar las pinzas es dependiendo de s la pieza se agarra en su superficie externa o interna; Al primer tipo se le denomina pinza externa y al segundo pinza interna.

HERRAMIENTAS

El efector final de tipo herramienta se une a la muñeca del robot. Una de las aplicaciones más común de los robots industriales es la soldadura de punto luminoso, en donde los electrodos de punto luminoso constituyen el efector final del robot. Otros ejemplos de aplicaciones de robot en las que se utilizan herramientas con efectores finales son la soldadura de arco y la pintura por pulverización.

Las pinzas se utilizan algunas veces para agarrar herramientas mejor de lo que harían las piezas. La razón por la cuál se utiliza una pinza en vez de unir la herramienta directamente a la muñeca del brazo radica en que el trabajo requiere la manipulación por parte del robot de varias herramientas durante el ciclo de trabajo.

La pinza funciona como dispositivo de cambio rápido para proporcionar la capacidad de cambiar con rapidez una herramienta de la siguiente.

Además de los efectores finales, se requieren otros tipos de artefactos-herramientas en algunas de soldadura y otros tipos de dispositivos de agarre que posicionan la pieza de trabajo o la de la herramienta durante el ciclo de trabajo.

PINZAS MECÁNICAS

Una pinza mecánica es un efector final que utiliza dos dedos mecánicos impulsados por un mecanismo para agarrar una pieza. Los dedos, algunas veces llamados uñas, son los accesorios de la pinza que están en contacto con la pieza. Además, los dedos están unidos al mecanismo son una parte integral del mismo. Si los dedos son de tipo enganche, se pueden separar y sustituir. Se pueden diseñar conjuntos diferentes de dedos para utilizar con el mismo mecanismo de pinza con el objeto de acoplarlos a modelos de objetos diferentes.

En la mayoría de las aplicaciones dos dedos son suficientes para sostener la pieza u otro objeto. Las pinzas con tres o más dedos son menos frecuentes.

La función del mecanismo de pinza es trasladar algo a partir de un suministro de energía que origina una acción de agarre de los dedos sobre la pieza. La energía de entrada es suministrada por el robot y puede ser neumática, mecánica, eléctrica o hidráulica.

El mecanismo debe ser capaz de abrir y cerrar los dedos de aplicar la fuerza suficiente contra la pieza para sostenerlo de forma segura cuando se cierra la pinza.

Existen dos formas de sostener al objeto dentro de la pinza. La primera es comprimiendo la pieza con los dedos, en este método los dedos de la pinza encierran a la pieza hasta alguna posición, limitando el movimiento de la pieza. A este método se le llama también constricción de la pieza.

La Segunda forma de sujeción de la pieza es mediante el rozamiento entre los dedos y la pieza. Con este método los dedos deben aplicar una fuerza que proporcione un rozamiento suficiente para retener la pieza en contra de la gravedad, la aceleración y otras fuerzas que puedan surgir durante el tiempo de de sujeción del ciclo de trabajo. Los dedos o cojinetes unidos a los dedos que hacen contacto con la pieza, y suelen ser fabricados de una material que es relativamente blando. Este se encarga de de aumentar el coeficiente de rozamiento entre la pieza y la superficie de contacto de los dedos. También sirve para proteger la superficie de la pieza de posibles arañazos u otros daños.

El método de rozamiento para sujetar la pieza se convierte en el diseño de la pinza más simple e incluso más barato y tiende a adaptarse con gran facilidad a una gran variedad de piezas. Sin embargo, existe un problema; si la fuerza de magnitud suficiente se aplica contra la pieza en una dirección paralela a la superficie de rozamiento de los dedos, la pieza resbala de los dedos. Para resistir el deslizamiento, la pinza se debe diseñar para efectuar una fuerza que dependa del peso de la pieza, del coeficiente de rozamiento entre la superficie de la pieza y la superficie de los dedos, de la aceleración (o reducción de la velocidad) de la pieza y de la orientación entre la dirección del movimiento durante la aceleración y la dirección de los dedos.

En la siguiente ecuación cubre el caso m simple en el que solo el peso es la fuerza que tiende a causar que la pieza resbales de la pinza.

En donde:

= coeficiente de rozamiento de la superficie de contacto de los dedos contra la superficie del objeto.

nf = número de dedos de contacto

Fg = peso de la pieza sujetada por la pinza.

Tipos de mecanismos de pinza

Existen varias formas de clasificación de las pinzas mecánicas y de sus mecanismos de actuación. Un método es realizar la clasificación de acuerdo con el tipo de movimiento de los dedos utilizados por la pinza. En esta clasificación las pinzas pueden impulsar la apertura y cierre de los dedos mediante uno de los movimientos siguientes:

1. movimiento de pivotaje

2. movimiento lineal o de traslación

En el movimiento de pivotaje los dedos giran en relación con los puntos fijos del pivote en la pinza para abrirla y cerrarla. El movimiento suele ser realizado por algún tipo de mecanismo de unión.

En el movimiento lineal, los dedos se abren y se cierran a través del movimiento paralelo a cada uno de los otros dedos. Esto se realiza por medio de los carriles de guía de modo que la base de cada dedo se desliza a lo largo de un carril guía durante el movimiento. El movimiento de traslación del dedo se debe realizar también por medio de la unión que mantendrían los dedos en la dirección paralela a los otros durante la actuación.

Las pinzas mecánicas también se pueden clasificar de acuerdo al tipo de dispositivo cinemático utilizado para actuar el movimiento del dedo. En esta clasificación se tienen los siguientes tipos:

• Actuación de articulación

• Actuación de engranaje y bastidor

• Actuación de leva

• Actuación de tornillo

• Actuación de cable y polea

• Varios

La categoría de articulación cubre un rango amplio

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