Potentes motores brushless en Robots Delta

Hoy en día, los microcomponentes y microsistemas van reduciendo su tamaño de manera constante, y a la vez se van desarrollando sistemas de producción en dimensiones macroscópicas.

Una empresa suiza ha revolucionado el mercado con una gama completa de productos con los potentes motores brushless de  maxon que garantizan movimientos dinámicos de alta precisión.

 

La especialidad de Asyrils es el desarrollo y la integración de sistemas mecatrónicos para una manipulación automática, rápida y flexible de mini o microcomponentes de la micro, nano y biotecnología respondiendo a  preguntas esenciales como:  ¿es posible construir un microrobot  con un tamaño de 100 x 100 x 100 mm³?,  ¿cuál debería ser la cinemática ideal de tal robot?.

Mientras que es relativamente sencillo miniaturizar las estructuras mecánicas de un robot, en el caso de los motores, esto solo es posible con limitaciones: “En los sistemas convencionales, los motores son muy grandes en comparación con los componentes mecánicos. Por ello, la cinemática convencional, por ejemplo la de un robot con brazo articulado, resulta también inadecuada, ya que sigue siendo necesario instalar grandes motores en las articulaciones”, explica el Dr. Alain Codourey, especialista en microrobótica.

Para encontrar una solución a esta creciente discrepancia, un equipo de investigadores inició la búsqueda de sistemas que fueran mucho más apropiados para la manipulación de componentes microtécnicos. “Al final llegamos a la conclusión de que las estructuras de cinemática paralela son las que ofrecen el máximo potencial para nuestros fines”, explica Codourey.

Con este objetivo en mente, se llevó primero a la perfección la idea del sistema axial de cinemática paralela. Para mantener el momento de inercia lo más bajo posible, todos los componentes se realizaron tan finos y ligeros como fue posible. Una gran ventaja de la configuración Delta elegida es que, aunque los motores brushless de  maxon motor son los responsables del movimiento de los elementos cinemáticos, ellos mismos no se mueven, ya que están fijados a marcos de soporte y transmiten el movimiento directamente a la estructura. Este principio constructivo se puso en práctica en toda una gama de productos de robots Delta: los modelos “Desktop Delta”, “Power Delta” y “Pocket Delta” están todos construidos siguiendo este mismo principio.

Esbelta tecnología motriz para el micromontaje

En vez de motores sin escobillas sobredimensionados de gran potencia y, en consecuencia, grandes emisores de calor, en el Pocket Delta se emplean micromotores brushless de maxon motor que ahorran espacio. El mecanismo paralelo del robot está accionado por tres motores brushless EC‑i 40, todos ellos instalados en un placa encima del robot. De esta manera, la masa en movimiento es muy pequeña y, por ello, el robot es altamente dinámico. Para un ciclo de “pick-and-place”, el Pocket Delta necesita 0,33 s, realizando así tres ciclos por segundo. En combinación con la gran rigidez de la estructura cinemática, el robot presenta una precisión de repetición de menos de 3 micrómetros.

Los motores de corriente continua sin escobillas  (motores brushless) tienen un diámetro de tan solo 40 mm y disponen de una potencia de 50 W. Para garantizar que el robot Delta
no solo sea rápido, sino también preciso, debe medirse con gran precisión la posición angular del motor. Para la detección de la posición, los motores brushless están directamente conectados a encoders de alta resolución. Además, cada brushless motor dispone de un freno de bloqueo, el cual ha sido diseñado por Asyril. Este freno consiste en pequeños pasadores que retienen los ejes del motor por medio de un resorte. Durante el funcionamiento del robot, electroimanes retiran estos pasadores para soltar el freno. Además, el controlador del robot está completamente integrado y la comunicación se realiza a través de una interfaz de Ethernet. Con sus características, el minirobot es especialmente adecuado para el desplazamiento y ensamblaje de minicomponentes. Está considerado como uno de los robots más rápidos y precisos de su categoría. Otra ventaja del diseño elegido es que es posible prescindir de un reductor para el Pocket Delta.

El Pocket delta se emplea en diferentes sectores industriales. Su especialidad es, sobre todo, la clasificación, selección y procesamiento de microcomponentes en la industria relojera. Esta solución es adecuada para el montaje de casi todas las piezas en un mecanismo de relojería, por ejemplo tornillos, remaches, pasadores o ruedas dentadas. Pero el Pocket Delta también se emplea en la tecnología médica y en la industria de la electrónica y los semiconductores. El tamaño típico de las piezas que mueve se encuentra entre 0,5 y 15 mm.

Puede ver el vídeo  del robot Delta en nuestro canal Youtube.