Para elegir un robot, primero hay que evaluar las necesidades de la aplicación. Esto comienza con la elaboración de un perfil de la carga de trabajo, la orientación, la velocidad, el desplazamiento, la precisión, el entorno y el ciclo de trabajo, parámetros que a veces se denominan parámetros LOSTPED.

1. Cargar.

La capacidad de carga de un robot (definida por el fabricante) debe superar el peso total de la carga útil, incluyendo cualquier herramienta, en el extremo del brazo robótico. Lo que limita a los robots SCARA y de seis ejes es que soportan cargas en brazos extendidos. Consideremos un centro de mecanizado que fabrica conjuntos de rodamientos de 100 kg o más. Esta carga útil supera las capacidades de todos los robots, excepto los SCARA o de seis ejes más grandes. En cambio, un robot cartesiano típico puede recoger y colocar dichas cargas con facilidad, ya que su estructura de soporte y sus rodamientos soportan de forma consistente todo el rango de movimiento.
Incluso cuando una carga pesada está dentro de la capacidad de un robot, puede degradar la precisión. Por ejemplo, recoger y colocar objetos de 50 kg está dentro del rango de carga útil tanto de los robots SCARA como de los cartesianos. Sin embargo, 50 kg se encuentra en el límite superior de las capacidades de un robot SCARA típico, por lo que se requerirán controles y componentes más costosos para manejar el par. Además, los robots SCARA típicos pueden colocar cargas pesadas con una precisión de 0,1 mm, ya que el peso desvía el brazo y degrada la capacidad del robot para posicionar la carga con precisión de forma consistente. En cambio, los robots cartesianos con actuadores de husillo de bolas y cojinetes de soporte bien espaciados pueden colocar repetidamente cargas de 50 kg o más con una precisión de 10 µm.

2. Orientación

Depende de cómo esté montado el robot y cómo posicione las piezas o productos que se mueven. El objetivo es que el espacio que ocupa el robot se ajuste al área de trabajo. Si el pedestal de un robot SCARA o de seis ejes, ya sea montado en el suelo o en línea, crea una obstrucción, entonces este tipo de robot podría no ser la mejor opción. Si la aplicación solo requiere movimiento en unos pocos ejes, los robots cartesianos de tamaño reducido pueden montarse en altura y fuera del camino. Sin embargo, para la manipulación compleja de piezas o trabajos que requieren cuatro o más ejes de movimiento, la estructura de un robot cartesiano puede presentar demasiadas obstrucciones, y un pequeño robot SCARA, que a veces requiere solo 200 mm² de espacio y cuatro tornillos en un pedestal, podría ser más adecuado.
Otro factor importante es la orientación de las piezas. Los robots SCARA y de seis ejes pueden rotar las piezas, lo que supone una ventaja para manipularlas o utilizarlas en distintos ángulos y posiciones. Para lograr una flexibilidad similar, algunos robots cartesianos incorporan subcomponentes denominados módulos de alimentación que mueven cargas ligeras en el eje Z. Normalmente, estos módulos utilizan una varilla de empuje con husillo de bolas para desplazar las piezas o herramientas a lo largo del eje Z en aplicaciones de manipulación, recogida y colocación, y alimentación. Los robots cartesianos también pueden incorporar actuadores rotativos para proporcionar capacidades de orientación adicionales.

3. Velocidad y viaje.

Además de la capacidad de carga, los catálogos de los fabricantes de robots también incluyen la velocidad máxima. Un factor clave a considerar al elegir robots para aplicaciones de recogida y colocación es la velocidad de aceleración en distancias considerables. Los robots cartesianos pueden acelerar a 5 m/s o más, rivalizando con el rendimiento de los robots SCARA y de seis ejes.
Los robots cartesianos también resultan útiles en aplicaciones que requieren grandes alcances. Esto se debe a que los diseñadores pueden modificarlos y extenderlos rápidamente según sea necesario, con módulos de hasta 20 metros de longitud. La velocidad y la distancia se pueden personalizar aún más mediante la elección de una correa, un motor lineal o un actuador de husillo de bolas. En cambio, los brazos articulados suelen estar prediseñados para un alcance determinado, como por ejemplo 500 mm.

4. Precisión de posicionamiento.

Los robots SCARA y de seis ejes cuentan con niveles de precisión predefinidos que facilitan la determinación de la repetibilidad de sus movimientos. Sin embargo, estos robots limitan a los diseñadores a un único nivel de precisión al momento de la compra. Los usuarios finales pueden actualizar los robots cartesianos o de pórtico a una gran variedad de niveles de precisión cambiando el actuador, incluso a 10 µm, con un husillo de bolas. Para una menor precisión y para reducir costos, los usuarios finales pueden optar por un accionamiento neumático o por correa y un actuador diferente para obtener una precisión de 0,1 mm.
La precisión es fundamental en aplicaciones de alta gama, como el mecanizado. Estos robots cartesianos requieren componentes mecánicos superiores, como mesas con guías de bolas mecanizadas con precisión y actuadores de husillo de bolas. Para aplicaciones donde los brazos robóticos SCARA y de seis ejes no pueden mantener la precisión debido a la deflexión del brazo, considere un robot cartesiano con rodamientos lineales de alta precisión. El espaciado entre rodamientos minimiza la deflexión, lo que permite un posicionamiento más preciso del efector final.
Si bien los espacios de trabajo reducidos favorecen a los robots SCARA o de seis ejes, en ocasiones su complejidad y mayor coste resultan innecesarios. Un ejemplo donde los robots cartesianos funcionan mejor es en la fabricación de pipetas médicas de alto volumen. En este caso, un robot extrae las pipetas de un molde y las coloca en un soporte transportado por una máquina de automatización secundaria. Los robots SCARA y de seis ejes son viables porque una precisión de 0,1 mm es suficiente para esta aplicación. Sin embargo, la desviación resulta problemática cuando el robot manipula pipetas más pequeñas de 3 mm. Además, la falta de espacio para un pedestal dentro de la celda favorece a los robots de pórtico.

5. Medio ambiente.

Dos factores determinantes para elegir el robot ideal son el entorno de trabajo y los riesgos presentes en dicho espacio. Un tercer aspecto, si el robot se utilizará en una sala limpia, generalmente no representa un problema, ya que todos los tipos de robots se fabrican en versiones aptas para salas limpias.
Las bases de los robots SCARA y de seis ejes suelen ser compactas, lo cual resulta práctico en espacios reducidos. Sin embargo, esto puede ser irrelevante si los instaladores pueden montar la estructura de soporte del robot en el techo o en la pared. En cambio, para aplicaciones con interferencia mecánica, como cuando un robot debe acceder al interior de cajas para extraer piezas, los brazos de seis ejes suelen ser la opción más adecuada. Los robots de seis ejes generalmente cuestan más que los cartesianos, pero el gasto se justifica si no hay forma de ejecutar la aplicación sin secuencias de movimiento complejas.
Factores ambientales como el polvo y la suciedad también influyen en la selección de robots. Los fuelles pueden cubrir las articulaciones de los robots SCARA y de seis ejes, y diferentes tipos de sellos protegen los actuadores del eje Z. Para salas blancas con purga de aire, los robots cartesianos permiten a los diseñadores alojar los actuadores lineales en una estructura con clasificación IP65 que minimiza la entrada de agua y polvo. Además, los sellos de alto rendimiento pueden proteger muchos de los componentes estructurales de los ejes.

6. Ciclo de trabajo.

Este es el tiempo que tarda en completarse un ciclo de operación. Los robots que funcionan de forma continua las 24 horas del día, los 7 días de la semana (como en el cribado de alto rendimiento y la fabricación de productos farmacéuticos) llegan al final de su vida útil antes que aquellos que funcionan solo 8 horas al día, cinco días a la semana. Es importante tener en cuenta estos aspectos con antelación y adquirir robots con intervalos de lubricación prolongados y bajos requisitos de mantenimiento para evitar problemas posteriores.