Un motor de transmisión armónica es la mejor opción para articulaciones robóticas ligeras, compactas y de alta precisión. Es ideal para robots colaborativos, robots humanoides, robots médicos, brazos robóticos pequeños y sistemas de automatización de precisión.
Un reductor RV es la mejor opción para robots industriales de alta resistencia que requieren un par elevado, gran rigidez y una gran resistencia a los golpes. Se utiliza habitualmente en las articulaciones de la base, el hombro y el codo de los robots, donde la capacidad de carga es más importante que el tamaño compacto.
¿Qué es un motor de transmisión armónica?
Un motor de transmisión armónica es una unidad de movimiento integrada que suele combinar un servomotor, un reductor armónico, un codificador y, en ocasiones, un freno o un controlador. Su reductor principal utiliza la transmisión por onda de deformación.
Un reductor armónico típico consta de tres partes principales:
| Componente | Función |
| Generador de ondas | Crea una deformación elíptica |
| Espline flexible | Engranaje flexible con menos dientes |
| Espline circular | Engranaje exterior rígido con dientes internos |
El motor hace girar el generador de ondas, flexionando la estría para lograr un acoplamiento de engranajes en dos puntos. Dado que la estría flexible tiene menos dientes que la estría circular, se genera un movimiento relativo que produce una gran relación de reducción en una estructura compacta.
Características principales de los motores de transmisión armónica
Los motores de transmisión armónica son apreciados por su diseño compacto, su elevada relación de reducción, su bajo juego y su movimiento suave. Son ideales para articulaciones de robots pequeños y medianos, compactas y ligeras.
Entre sus ventajas más comunes se incluyen:
- Estructura compacta y ligera
- Alta precisión de posicionamiento
- Bajo juego
- Elevada relación de reducción en una sola etapa
- Movimiento suave y silencioso
- Fácil integración en articulaciones robóticas
- Adecuados para robots ligeros y colaborativos
Gracias a estas características, los motores de accionamiento armónico se utilizan a menudo en muñecas robóticas, brazos robóticos pequeños, articulaciones de robots humanoides, robots médicos, equipos de semiconductores y sistemas de automatización de precisión.
¿Qué es un reductor RV?
Un reductor RV, también conocido como reductor vectorial rotativo, es un reductor cicloidal de precisión. Suele combinar una reducción de engranajes rectos en la primera etapa con una reducción de engranajes de pasador cicloidales en la segunda etapa.
El reductor RV está diseñado para ofrecer un par elevado, una gran rigidez y una fuerte resistencia a las cargas de choque. En comparación con un reductor armónico, suele ser más grande y pesado, pero puede soportar cargas mucho mayores y presenta una mayor rigidez torsional.
Características principales de los reductores RV
Los reductores RV se utilizan ampliamente en robots industriales, especialmente en articulaciones de gran tamaño, como la base, el hombro y el codo.
Entre sus ventajas más comunes se incluyen:
- Elevada capacidad de par
- Gran rigidez
- Excelente resistencia a los golpes
- Larga vida útil
- Gran capacidad de carga
- Rendimiento estable en condiciones de trabajo intensivo
- Adecuados para robots industriales medianos y grandes
Los reductores RV se utilizan habitualmente en robots de soldadura, robots de manipulación, robots de paletización, brazos robóticos para trabajos pesados, robots de carga de máquinas-herramienta y robots de líneas de producción de automoción.
Motor de accionamiento armónico frente a reductor RV: diferencias clave
Ambos se utilizan en robots, pero cada uno está optimizado para diferentes necesidades de rendimiento.
| Aspecto de comparación | Motor de accionamiento armónico | Reductor RV |
| Estructura | Motor integrado con reductor armónico | Reductor cicloidal de precisión |
| Tamaño | Más compacto | Más grande |
| Peso | Más ligero | Más pesado |
| Capacidad de par | Media | Alta |
| Rigidez | De moderada a alta | Muy alta |
| Holgura | Muy bajo | Muy bajo |
| Resistencia a los golpes | Moderada | Elevada |
| Capacidad de carga | Apto para cargas ligeras y medias | Apto para cargas medias y pesadas |
| Articulaciones habituales de los robots | Muñeca, antebrazo, articulaciones humanoides | Base, hombro, codo |
| Coste | A menudo más bajo para las articulaciones compactas | Más elevado en el caso de las articulaciones de alta resistencia |
| Mejor uso | Movimiento de precisión con cargas ligeras | Movimiento industrial con cargas pesadas |
Precisión y holgura
Ambas soluciones ofrecen un posicionamiento preciso con un juego mínimo. Sin embargo, sus principios de funcionamiento son diferentes.
Un accionamiento armónico alcanza la precisión mediante la deformación elástica y el engranaje de múltiples dientes. Garantiza un juego mínimo para un posicionamiento preciso y un control de movimiento suave.
Un reductor RV alcanza la precisión mediante la transmisión cicloidal y el contacto rodante. También ofrece un juego reducido, pero su principal ventaja es mantener la precisión bajo cargas pesadas e impactos repetidos.
Para las articulaciones de robots pequeños, un motor de accionamiento armónico suele ser lo suficientemente preciso y más fácil de integrar. Para las articulaciones de robots industriales grandes, un reductor RV suele ser mejor, ya que puede mantener la precisión bajo un par más elevado y fuerzas externas más intensas.
Par y capacidad de carga
La capacidad de par es una de las principales diferencias entre los motores de accionamiento armónico y los reductores RV.
Un motor de accionamiento armónico es compacto y ligero, pero su estría flexible limita su capacidad de carga. Es adecuado para articulaciones de robots pequeñas y medianas, pero no para requisitos de carga pesada.
Un reductor RV tiene una estructura más rígida y una mayor capacidad de carga. Es más adecuado para articulaciones de robots que deben soportar grandes cargas útiles, altas aceleraciones o un funcionamiento frecuente de arranque y parada.
Por ejemplo, en un robot industrial de seis ejes, las articulaciones de la base, el hombro y el codo suelen requerir un par elevado y una gran rigidez. En estas posiciones, a menudo se prefieren los reductores RV. Las articulaciones de la muñeca requieren un tamaño compacto, un peso reducido y una alta precisión, por lo que en ellas se suelen utilizar motores de accionamiento armónico o reductores armónicos.
Tamaño y peso
En los robots modernos, especialmente en los robots colaborativos y los robots humanoides, el tamaño y el peso son factores muy importantes.
Un motor de accionamiento armónico presenta una gran ventaja en cuanto a su tamaño compacto. Al poder alcanzar una elevada relación de reducción en un espacio reducido, contribuye a reducir el tamaño de las articulaciones y el peso total del robot. Esto beneficia a los robots que requieren brazos ligeros, un movimiento fluido y una interacción segura con las personas.
Un reductor RV suele tener una estructura más voluminosa. Aunque ofrece mayor rigidez y capacidad de carga, puede que no sea adecuado para robots en los que la estructura compacta sea el requisito principal.
Por lo tanto, para los robots ligeros, los motores de accionamiento armónico suelen ser la mejor opción. En el caso de los robots de alta resistencia, el peso adicional de un reductor RV es aceptable, ya que proporciona un rendimiento superior.
Rigidez y resistencia a los golpes
La rigidez influye en la capacidad de un robot para mantener su posición bajo carga. La resistencia a los golpes influye en la capacidad del reductor para soportar fuerzas externas repentinas, impactos o un funcionamiento a alta velocidad.
Los reductores RV suelen ser más resistentes tanto en rigidez como en resistencia a los golpes. Esto los hace adecuados para entornos industriales en los que los robots manipulan piezas pesadas, sueldan componentes metálicos, cargan máquinas-herramienta o trabajan de forma continua en líneas de producción.
Los motores de accionamiento armónico son precisos y compactos, pero la ranura flexible es más sensible a la sobrecarga y a los impactos. En aplicaciones con cargas pesadas repentinas, un uso inadecuado puede reducir la vida útil.
Para movimientos estables, precisos y ligeros, los motores de transmisión armónica son excelentes. Para un uso industrial exigente y movimientos con cargas pesadas, los reductores RV suelen ser más fiables.
Vida útil y mantenimiento
La vida útil depende de la carga, la velocidad, la lubricación, la calidad de la instalación, el entorno de trabajo y el ciclo de funcionamiento.
Los reductores RV suelen presentar una gran durabilidad en aplicaciones de servicio pesado. Su estructura rígida les permite funcionar durante largos periodos bajo cargas elevadas. Sin embargo, también requieren una lubricación y una instalación adecuadas.
Los motores de accionamiento armónico también pueden ofrecer una larga vida útil cuando se utilizan dentro de los límites de carga nominal. Su diseño integrado suele simplificar la instalación. No obstante, la sobrecarga, las cargas de impacto o una selección inadecuada pueden acortar la vida útil de la estría flexible.
En resumen, los reductores RV son más adecuados para un funcionamiento intensivo a largo plazo, mientras que los motores de accionamiento armónico son más adecuados para uniones compactas de precisión con cargas adecuadas.
Comparación de aplicaciones en robots
Los diferentes robots requieren soluciones de transmisión distintas.
| Tipo de robot | Mejor opción | Motivo |
| Robot colaborativo | Motor de transmisión armónica | Compacto, ligero y preciso |
| Robot humanoide | Motor de accionamiento armónico | Articulaciones de pequeño tamaño y movimiento suave |
| Robot médico | Motor de accionamiento armónico | Alta precisión y bajo nivel de ruido |
| Robot para semiconductores | Motor de accionamiento armónico | Movimiento limpio, preciso y suave |
| Robot industrial de alta resistencia | Reductor RV | Alto par y gran rigidez |
| Robot de soldadura | Reductor RV | Estable bajo cargas industriales |
| Robot de paletización | Reductor RV | Alta resistencia a la carga y a los golpes |
| Muñeca de robot de seis ejes | Motor de accionamiento armónico | Compacto y preciso |
| Base de robot de seis ejes | Reductor RV | Alto par y capacidad de carga |
¿Cuál es mejor para los robots?
No hay una respuesta única. Un motor de accionamiento armónico es más adecuado para robots que requieren un tamaño compacto, un peso ligero, alta precisión y un movimiento suave. Un reductor RV es más adecuado para robots que necesitan un par elevado, alta rigidez, gran resistencia a los golpes y funcionamiento con cargas pesadas.
Elige un motor de accionamiento armónico cuando:
- El robot requiera un diseño de articulación compacto
- La reducción de peso es importante
- La carga útil sea ligera o media
- Se requiera un movimiento suave y preciso
- La articulación se encuentra en la muñeca o en la sección final
- El robot es colaborativo, humanoide, médico o un equipo de automatización de precisión
Elige un reductor RV cuando:
- El robot transporta cargas pesadas
- La articulación requiere un par elevado
- Se requiera una gran rigidez
- El robot trabaja en entornos industriales adversos
- Son frecuentes las cargas de choque o de impacto
- El reductor se utiliza en la articulación de la base, el hombro o el codo
¿Pueden los robots utilizar ambos?
Sí. Muchos robots industriales utilizan ambos tipos de reductores en diferentes articulaciones.
Por ejemplo, un robot de seis ejes puede utilizar reductores RV en los tres primeros ejes, ya que estas articulaciones soportan la mayor parte de la carga. El mismo robot puede utilizar reductores armónicos o motores de accionamiento armónico en los ejes de la muñeca, ya que esas articulaciones requieren un tamaño compacto, una respuesta rápida y una alta precisión.
Este diseño combinado ayuda a equilibrar el par, la precisión, el peso, el tamaño y el coste.
Los fabricantes de robots deben adaptar cada reductor a la aplicación. La clave está en ajustar el sistema de transmisión a la carga útil del robot, la posición de las articulaciones, la velocidad de movimiento, los requisitos de precisión, el entorno de trabajo y el objetivo de coste.
En general:
- Para robots compactos y ligeros, elija un motor de accionamiento armónico.
- Para robots industriales de carga pesada, elija un reductor RV.
- Para robots industriales multieje, utilice ambos tipos allí donde cada uno ofrezca un rendimiento óptimo.
Al seleccionar el reductor adecuado para cada articulación del robot, los fabricantes pueden mejorar la precisión del movimiento, prolongar la vida útil, reducir el peso, aumentar la estabilidad y lograr un mejor rendimiento general del robot.
