En robótica, un efector final es el dispositivo al final de un brazo robótico , diseñado para interactuar con el entorno. La naturaleza exacta de este dispositivo depende de la aplicación del robot.
En la definición estricta, que se origina en los manipuladores robóticos en serie , el efector final significa el último eslabón (o final) del robot. En este punto final, las herramientas están conectadas. En un sentido más amplio, un efector final puede verse como la parte de un robot que interactúa con el entorno de trabajo. Esto no se refiere a las ruedas de un robot móvil oa los pies de un robot humanoide , que no son efectores finales sino parte de la movilidad de un robot.
Los efectores finales pueden consistir en una pinza o una herramienta. Cuando se hace referencia a la prensión robótica, existen cuatro categorías generales de pinzas robóticas: [1]
Estas categorías describen los efectos físicos utilizados para lograr un agarre estable entre una pinza y el objeto a agarrar. [2] Las pinzas industriales pueden emplear medios mecánicos, de succión o magnéticos. Las ventosas y los electroimanes dominan el sector de la automoción y la manipulación de chapas. Las pinzas de Bernoulli aprovechan el flujo de aire entre la pinza y la pieza, en el que una fuerza de elevación hace que la pinza y la pieza se acerquen (utilizando el principio de Bernoulli ). Las pinzas de Bernoulli son un tipo de pinzas sin contacto; el objeto permanece confinado en el campo de fuerza generado por la pinza sin entrar en contacto directo con él. Se han adoptado pinzas de Bernoulli en la manipulación de células fotovoltaicas, obleas de siliciomanipulación, y en las industrias textil y del cuero. Otros principios se utilizan menos a escala macro (tamaño de pieza > 5 mm), pero en los últimos diez años han demostrado aplicaciones interesantes en la micromanipulación. Otros principios adoptados incluyen: pinzas electrostáticas y pinzas de van der Waals basadas en cargas electrostáticas (es decir , la fuerza de van der Waals ); pinzas capilares; pinzas criogénicas, basadas en un medio líquido; pinzas ultrasónicas; y pinzas láser, siendo los dos últimos principios de agarre sin contacto. Las pinzas electrostáticas utilizan una diferencia de carga entre la pinza y la pieza ( fuerza electrostática) a menudo activados por la propia pinza, mientras que las pinzas de van der Waals se basan en la baja fuerza (todavía electrostática) de atracción atómica entre las moléculas de la pinza y las del objeto. Las pinzas capilares utilizan la tensión superficial de un menisco líquido entre la pinza y la pieza para centrar, alinear y sujetar una pieza. Las pinzas criogénicas congelan una pequeña cantidad de líquido, y el hielo resultante proporciona la fuerza necesaria para levantar y manipular el objeto (este principio se utiliza también en la manipulación de alimentos y en el agarre de textiles). Aún más complejas son las pinzas ultrasónicas , donde las ondas estacionarias de presiónse utilizan para levantar una pieza y atraparla en un cierto nivel (ejemplos de levitación son tanto a nivel micro, en el manejo de tornillos y juntas, como a escala macro, en el manejo de celdas solares u obleas de silicio), y fuente láser que produce una presión suficiente para atrapar y mover micropartes en un medio líquido (principalmente células). Las pinzas láser también se conocen como pinzas láser .
Una categoría particular de pinzas de fricción/mandíbula es la de las pinzas de aguja. Se denominan pinzas intrusivas y explotan tanto la fricción como el cierre de forma como pinzas mecánicas estándar.
Los efectores finales que se pueden usar como herramientas sirven para varios fines, incluida la soldadura por puntos en un conjunto, la pintura con aerosol donde es necesaria la uniformidad de la pintura y otros fines donde las condiciones de trabajo son peligrosas para los seres humanos. Los robots quirúrgicos tienen efectores finales que se fabrican específicamente para ese propósito.