GUÍA PARA ESCOGER UN ROBOT


Por: Gerardo Rivera
Mar 24, 2008

Los procesos de transformación han pasado por varias etapas; al inicio, la Revolución Industrial del siglo XVIII trajo consigo la invención de la máquina de vapor, que permitió reemplazar la economía basada en el trabajo manual por una industria que emplea máquinas; en la actualidad, se visualiza a los robots como los nuevos elementos que revolucionaron a la industria de la transformación del plástico, creando nuevos entornos y métodos de trabajo cada vez más rápidos, precisos e interactivos. En el ramo plástico, los robots más populares son los llamados cartesianos o de tres ejes.


Desplazamiento

El primer factor a considerar corresponde al traslado que debe realizar el robot desde que sujeta la pieza moldeada hasta el momento justo donde la debe colocar, sea en una banda de transporte o en una línea de ensamble. Para dicha trayectoria es importante conocer el tamaño de la pieza y las dimensiones de la máquina.

Por hacerlo simple, estas distancias se definen generalmente en términos de tres ejes: “X”, “Y” y “Z”. Todos los robots usan los ejes cartesianos como referencia, aunque sus puntos de referencia sean distintos.


“Eje de toma o retroceso”

A este eje o distancia se le llama típicamente movimiento de retroceso y depende de la profundidad donde se encuentra la pieza. La pinza, o elemento de sujeción del robot, requiere suficiente espacio para extenderse y sujetar la pieza del molde.


“Eje de alcance vertical”

Definido como “el alcance vertical”, la distancia se determina por la altura de la máquina y la caída que se desee. El robot debe ser lo suficientemente grande para tomar la pieza libremente por la parte superior, o a través de la puerta de acceso. Sin embargo, también debe ser lo suficientemente bajo para dejarlo a una distancia razonable del piso después de hacer el movimiento de traslado.




“Eje transversal”

El movimiento depende en gran medida de la robustez del robot, de tal forma que permita colocar las piezas de un costado a atrás de la máquina. Parte de este movimiento se emplea para limpiar el equipo.

La manera más fácil de determinar el movimiento requerido se logra con un dibujo de las posiciones “Layout”. Estos esquemas no sólo definen cada movimiento, sino también describen otros artículos de interés en el plan de piso, tal como equipo auxiliar, pilares, y áreas de la separación.


¿Qué tanto peso puede cargar el robot?

Antes de abundar en este aspecto, es importante reflexionar sobre lo que será el esfuerzo de torsión al que se someterá el robot durante los movimientos continuos a los que se le programe. Como diría Arquímedes (287-212 AC) en una de sus expresiones para demostrar el principio de palanca y momento de una fuerza. “Dame un punto de apoyo y moveré el mundo”.

Esta frase reúne los elementos para percatarse de que existe una estrecha relación entre el peso o fuerza que se aplica y la distancia al eje de movimiento.

Uno de los mecanismos que se requieren para que se produzca el esfuerzo de torsión, es justamente la fuerza del sistema o carga útil, por lo que llegamos a la siguiente expresión: Carga útil = Peso de la pieza o piezas + el peso del herramental del brazo El peso de las piezas se conoce a menudo por la aplicación, sin embargo, también hay que considerar el peso de la herramienta de fin de brazo del robot que es desconocido en la mayoría de los casos. Algunas veces se realizan estimaciones, y también se puede obtener el dato con los proveedores.

Pero, ¿por qué es tan importante conocer los pesos y las distancias? El esfuerzo de torsión o “torque” es aún más significativo en función de la distancia donde se aplique la carga útil.

Para estar seguros de que el robot es capaz de sujetar la pieza, se calcula el esfuerzo de torsión en el extremo del brazo, con eso se sabe si no se supera el límite del esfuerzo disponible y se evitan futuras deformaciones o fallas en el eje de movimiento.


¿Cómo podemos evaluar el desempeño?

A menudo, el funcionamiento de un robot se da en función de las velocidades máximas. Sin embargo, y a menos que se conozcan las aceleraciones, éste no debe ser tomado como un parámetro absoluto de decisión. Por ejemplo, si comparamos dos robots, uno con una velocidad máxima de 4m/s y otro con 3m/s, uno puede concluir, erróneamente que el robot “más rápido” es aquél que tiene la velocidad máxima más alta sin haber antes consultado las aceleraciones de los ejes.

Si la aceleración del robot con menor velocidad tiene una aceleración mayor, digamos de 45 m/seg2 y el de mayor velocidad de 13 m/seg2, aplicando el efecto en distancias cortas, podemos concluir que el resultado final se ve mas afectado por la aceleración en muchas ocasiones.

Esta información debe estar disponible por el fabricante.

Ponga especial atención a los fabricantes que ofrecen sus robots con ejes servos. Estos suelen ser más versátiles que los neumáticos, y aunque la inversión es mayor, el retorno de la misma vale la pena con creces.





¿Es fácil de usar un Robot?

Hoy por hoy, el uso de un robot industrial de tres ejes se ha simplificado a tal grado, que un operador o programador del equipo es capaz de empezar a programar rutinas relativamente complejas en un día.

Las características que contribuyen a una operación amigable con el usuario, incluye un panel de control equipado con una interfase gráfica, pantallas sensibles al tacto, y sobre todo comandos e instrucciones sencillas y sin códigos complejos.

En la actualidad hay diversas marcas, las cuales han puesto especial atención a la facilidad de uso. Verifique que haya capacitación local en el tema de la programación de sus equipos, y que no sea necesario el uso de lenguajes especiales de programación. Eso le evitará dolores de cabeza futuros ¿Es el Robot funcional? Las garantías del robot varían en función de lo siguiente. Cuando se evalúa una garantía, se debe considerar la lista de los artículos de desgaste que se excluyen en la cobertura: Algunos de ellos solamente excluyen las correas; otras pueden excluir los cojinetes, bujes, filtros, interruptores, sensores, cilindros, etcétera. Por lo tanto, una política de tres años puede necesariamente no ser mejor que una política anual con cobertura total.

Como punto final, buscar componentes digitales como controladores de PC con servomotores. Como cualquier mecanismo, aunque, las piezas fallarán en un cierto punto, hay que revisar la garantía del Robot.


¿Qué tan seguro es el Robot?

Desde la perspectiva de la seguridad, hay un número de preocupaciones que se deben observar; algunos ya están escritos en los códigos y otros quedan pendientes. Éstos incluyen restricciones en espacios de trabajo para el Robot, la instalación limitada de dispositivos mecánicos, seguridad en caídas verticales y uso de interruptores en los tres ejes. Debe existir la seguridad de que los Robots bajo estrictas revisiones, satisfacen en todo lo concerniente a seguridad.


¿Cuándo Debemos de Invertir?

Dentro del ciclo de vida del producto, existen muchas oportunidades para el empleo de Robots, por ejemplo: Robots para un producto nuevo
Los fabricantes requieren tiempo de respuesta rápido para la incorporación del producto en el mercado, y además, como herramienta en el crecimiento y posicionamiento del producto.

El hecho de adquirir un robot es una decisión importante para el nuevo proceso, ya que se obtienen ventajas de costo, calidad y reducción de mano de obra.

El mercado es otro factor en la justificación del proceso de automatización, puesto que durante la etapa de introducción, los productos están sujetos a mejoras y se debe disponer de tiempo libre de proceso para la adecuación sugerida por los usuarios.

Los Robots ayudan a Dominar la Competencia
Usar la automatización para optimizar la capacidad productiva y las ventas. Se trata de una herramienta importante para tomar parte en el mercado cuando el producto está en crecimiento.

Robots en el escenario tradicional
Durante la estabilidad del producto existen numerosos competidores, y la excelencia operativa es importante. Es este caso los esfuerzos se enfocan en la disminución de costos de producción, ya que los pedidos en varios casos tienden a ser constantes. Los Robots contribuyen en la mejora continua del proceso y la implementación de estándares ayuda en el control de la calidad y estabilidad del producto.

El uso de robots en la industria del plástico no es tema más de ciencia ficción.

Los precios más accesibles, facilidad de uso, la versatilidad de los mismos, y la demanda de calidad en los productos actuales, hacen que los robots sean los mejores aliados para lograr consistencia y calidad en nuestras piezas.

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