Como equipo clave en la automatización industrial moderna, robots industriales desempeñan un papel fundamental en la mejora de la eficiencia de la producción, la mejora de la calidad del producto y la reducción de los costos laborales. Sin embargo, el alto costo de adquisición a menudo se convierte en una barrera importante para las empresas que buscan adoptar robots industriales. Muchos pueden suponer que la compleja estructura corporal de los robots industriales genera elevados costes de fabricación. En realidad, el estructura del cuerpo representa sólo aproximadamente 10%-28% del coste total. Lo que realmente determina el precio de los robots industriales es su Componentes principales: el reductor, el servomotor y el controlador.. Juntos, estos tres componentes centrales representan aproximadamente el 70% del costo total y sirven como factores clave en el rendimiento del robot y los aspectos tecnológicamente más desafiantes.
El controlador es el sistema de control central de un robot industrial y funciona como un cerebro humano. Recibe y procesa datos de sensores, ejecuta la planificación del movimiento y coordina el movimiento de cada articulación. Un controlador excelente debe poseer las siguientes características clave:
• Alta potencia computacional:
Los robots industriales necesitan procesar grandes cantidades de datos de sensores en tiempo real y realizar cálculos cinemáticos y dinámicos complejos, lo que requiere potentes capacidades informáticas.
• Rendimiento en tiempo real:
El controlador debe responder rápidamente a los comandos externos y a la retroalimentación del sensor para garantizar un control del movimiento preciso y en tiempo real.
• Estabilidad y confiabilidad:
Al operar en entornos industriales hostiles, el controlador debe mantener una alta confiabilidad y estabilidad para un funcionamiento continuo.
• Soporte para algoritmos avanzados de control de movimiento:
Los robots industriales modernos ejecutan trayectorias de movimiento complejas (por ejemplo, interpolación lineal, interpolación circular), lo que requiere controladores que admitan algoritmos sofisticados.
La complejidad de la tecnología de control radica en Diseño de hardware, desarrollo de software y optimización de algoritmos.. Los procesadores de alto rendimiento, las interfaces de sensores de precisión y los algoritmos de control avanzados contribuyen al alto costo. Además, los controladores involucran derechos de propiedad intelectual y licencias, lo que aumenta aún más la estructura de costos.
El reductor es el componente central de las articulaciones de un robot industrial, responsable de convertir la rotación de alta velocidad del motor en salida de baja velocidad y alto par al tiempo que garantiza la precisión y estabilidad del movimiento. Tiene un impacto crítico en la capacidad de carga, la velocidad y la precisión de posicionamiento del robot.
El alto coste de los reductores se debe a:
• Precisión de fabricación extrema:
particularmente para unidades armónicas y reductores RV, el mecanizado de engranajes internos requiere precisión a nivel de micras, lo que exige equipos costosos y un estricto control de calidad.
• Procesos de fabricación complejos:
La producción de reductores implica múltiples pasos (rectificado, tratamiento térmico, ensamblaje), cada uno de los cuales requiere experiencia y mano de obra calificada.
• Altos estándares de materiales:
Los reductores deben soportar altas fuerzas de torsión y de impacto, lo que requiere materiales de alta resistencia y resistentes al desgaste, que son costosos.
Entre los diversos tipos de reductores, los accionamientos armónicos y los reductores RV se utilizan ampliamente en articulaciones de robots debido a su alta precisión, rigidez y densidad de par. Sin embargo, su dificultad de fabricación también los convierte en los más caros.
El servomotor actúa como "fuente de energía" de los robots industriales, proporcionando control de movimiento con ajustes precisos de posicionamiento, velocidad y par. A diferencia de los motores estándar, los servomotores permiten una ejecución precisa del movimiento basada en señales de control, lo que garantiza que los robots sigan trayectorias predefinidas.
El alto coste de los servomotores se atribuye a:
• Alta capacidad de respuesta:
Debe adaptarse rápidamente a las señales de control para movimientos precisos y de alta velocidad.
• Precisión excepcional:
Requiere control de posición, velocidad y torsión de alta precisión para un movimiento suave del robot.
• Confiabilidad en condiciones difíciles:
Debe soportar altas temperaturas, vibraciones y polvo en entornos industriales.
Para satisfacer estas demandas, los servomotores utilizan materiales magnéticos de alto rendimiento, sensores de precisión y algoritmos de control complejos, todo lo cual contribuye a su elevado costo.
El elevado coste de los robots industriales no se debe a su estructura corporal sino más bien a su componentes principales: reductores, servomotoresy controladores. Estos tres elementos no sólo son críticos para el rendimiento del robot sino que también representan las barreras tecnológicas más altas de la industria.
