Brazo robótico con dinámica de movimiento humana

Artículo del 31 de marzo de 2017 

BionicCobot

Para muchas labores de producción, hace falta una tercera mano. Por ejemplo, al soldar se tiene el soldador en una mano y con la otra se sujeta el alambre, por lo que no queda ninguna mano libre para la pieza de trabajo. Precisamente en estas tareas de asistencia, el BionicCobot de Festo puede ofrecer su ayuda y descargar al trabajador como «tercer brazo» o «tercera mano». Puede agarrar, sujetar y girar la pieza, según se necesite en cada aplicación particular.
 

El BionicCobot de Festo es un robot ligero de siete ejes que se mueve exclusivamente con un actuador giratorio neumático. Su actividad móvil se ha desarrollado a partir del brazo humano. Como sucede con su modelo biológico, utiliza el mecanismo de trabajo natural de los músculos bíceps y tríceps, y no solo en una, sino en las siete articulaciones. Gracias al concepto de accionamiento y a su ingeniosa tecnología de regulación, el brazo robótico, al igual que el humano, puede moverse con gran determinación y, según la situación, con fortaleza y rapidez, o también con sensibilidad y flexibilidad.

La elasticidad como la mayor ventaja del robot neumático

Una característica importante de la neumática, y con ello también del brazo del robot neumático, es la elasticidad propia del sistema. Esta se da porque el aire se comprime en las cámaras de tracción. En el BionicCobot, esto conduce a una ventaja decisiva frente a los robots que, por ejemplo se mueven con motores motorreductores. Inmediatamente en caso de colisión con un obstáculo, actúa la mencionada capacidad de comprensión del aire. El robot se comporta así de forma inherentemente flexible y contribuye a una determinada seguridad. El regulador de posición del BionicCobot refuerza de forma natural el sistema neumático propio, flexible y vibratorio. No obstante, como el regulador actúa un tiempo después tras la colisión, el potencial de riesgo en caso de colisión se atenúa. 

Dado que en el BionicCobot cada cámara de tracción de los siete ejes opera por separado con una válvula, existe la posibilidad de ajustar individualmente el nivel de presión de cada eje. Así pueden regularse los pares de apriete de cada una de las articulaciones según la aplicación. Esto permite al robot cumplir también con tareas que requieren fortaleza. Por ejemplo, sujetar un objeto en una determinada posición o aplicar una fuerza contraria.

En oposición a un movimiento potente, los pares de apriete también pueden ajustarse con tal exactitud que el robot pueda «sujetarse a sí mismo» y a la pieza de trabajo. La fuerza de gravedad del robot varía según la posición del brazo. Esta se calcula matemáticamente y se va compensando. Con ello, quien opera la máquina puede mover la carga casi sin peso.

Caso de aplicación típico del BionicCobot: puede sostener la pieza de trabajo mientras se suelda
Caso de aplicación típico del BionicCobot: puede sostener la pieza de trabajo mientras se suelda

Compleja técnica de regulación y control

En las articulaciones del BionicCobot hay integrados accionamientos neumáticos que mueven el robot. Además, en los módulos de los ejes hay integrados sensores que miden el ángulo de la articulación y la presión para detectar las presiones de la cámara. Aunque la técnica de regulación y control necesaria es compleja, permite el llamado control de seguimiento en cascada, algo que no es posible en la neumática estándar: en la robótica, un movimiento deseado se planifica principalmente en las llamadas coordenadas de agarre y se convierten en ángulos de articulación. Cada uno de los movimientos de las siete articulaciones del BionicCobot se coordinan así de tal forma que todo el brazo del robot realiza el movimiento deseado. Así, el BionicCobot puede ayudar en muchas labores de asistencia como tercera mano.