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La combinación de robots y tecnología de control aumenta la productividad

GE Fanuc y Fanuc Robotics automatizan el entorno de las máquinas-herramienta

Redacción MU29/11/2007
La automatización de todo el proceso de trabajo de la máquinas-herramienta, la manipulación de herramientas fluida y sin problemas, la automatización de tareas secundarias -como la limpieza de las piezas- así como el control de calidad integrado, contribuyen a reducir los costes por unidad. Lo esencial es que todos los componentes de automatización, como robots, unidades de control de CNC y sistemas de accionamiento, estén perfectamente coordinados entre sí.

Los robots son utilizados cada vez con mayor frecuencia para la automatización de células de fabricación, así como para procesos productivos continuos. No sólo para la producción a gran escala, sino también para la fabricación de pequeñas series, existen soluciones de robótica adecuadas e innovadoras: por ejemplo, los denominados robots inteligentes, equipados con una cámara y con dispositivos especiales de amarre. Dichos robots son capaces de identificar la posición, el tamaño y la forma de diferentes piezas, así como de asirlas y transportarlas con total fiabilidad, ya que dispone de garras servocontroladas, que les permiten controlar la fuerza con la que agarran las piezas. De esta forma pueden manipular diferentes tipos de piezas depositadas sin orden sobre un paleta o una cinta transportadora. Tampoco es necesario utilizar pinzas especiales, con lo que se eliminan los procesos de ajuste de las mismas.

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Ejemplos prácticos

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Este tipo de soluciones de robótica se encuentran plenamente desarrolladas en los procesos de mecanizado de metales. Así lo demuestran numerosos ejemplos en la práctica, como la empresa Alfing Kessler Sondermaschinen de Aalen, Alemania. Este proveedor de instalaciones de producción llave en mano para la industria del automóvil, observó hace algunos años un continuo retroceso en los volúmenes de producción requeridos. Las plantas de producción debían, por tanto, ser capaces de reequiparse más rápida y económicamente. Se realizaron pruebas preliminares, en las que las soluciones de pórtico convencionales fueron sustituidas por robots articulados más flexibles. Los resultados fueron extremadamente satisfactorios. Las posibles reservas en relación a las dificultades en cuanto a su programación y funcionamiento, así como a su fiabilidad las disipan Fanuc Robotics y GE Fanuc con datos estadísticos, de los cuales se deduce el tiempo medio entre averías (MTBF). En GE Fanuc, por ejemplo, el tiempo medio entre averías de los controles de CNC es superior a diez años, lo que estadísticamente significa que han de transcurrir más de diez años de funcionamiento normal de la máquina para que se produzca un fallo debido al control. La conexión del robot a la unidad de control de CNC resulta sencilla con la solución Fanuc. La máquina y el controlador del robot se conectan a través de un único cable, formando un sistema de fácil y rápida puesta en marcha y sencillo manejo.

La planta de Chiron en Tuttlingen, Alemania disminuyó un 82 por ciento los costes de producción disminuyeron en los cinco años en que la carga manual fue sustituida por carga automática. Ya en 2004, Chiron presentó la Flexcell Duo, una avanzada célula de fabricación flexible para el mecanizado completo de 6 caras, que combina dos centros de mecanizado Chiron FZ 08 W con un robot M-6iB de 6 ejes Fanuc. Éste dispone a un lado de un almacén de piezas, del que toma las piezas en bruto y en el que deposita las piezas acabadas. La carga de la mesa de alimentación tiene lugar de modo paralelo al proceso principal. No obstante, la capacidad de aplicación de un robot va más allá de la carga y descarga de las piezas. Puede ejecutar procesos secundarios como la limpieza de las piezas mecanizados, marcado y paletización. Dotado de los adecuados sistemas de visión, puede también realizar tareas de desbarbado y de control asociadas al sistema de control de calidad. Chiron no utiliza robots sólo con la Flexcell Duo. La Quattrocell, presentada hace un año, y que integra dos consolas de fresado de doble cabezal sobre un motor lineal, se ofrece como solución Duo automatizada mediante robots.

La utilización de los robots no se limita a las aplicaciones de torneado y fresado. También los fabricantes de rectificadoras ofrecen ahora este tipo de soluciones, como por ejemplo, Ewag AG en Suiza y Walter Maschinenbau en Tübingen, Alemania, ambos pertenecientes al Grupo Schleifring. En Ewag Easygrind la rectificadora de herramientas de precisión de cuatro ejes se utiliza para la fabricación y reafilado de placas de corte de materiales policristalinos de PCD y PCBN. El robot LR Mate 200iB de Fanuc puede acoplarse fácilmente en el exterior de la misma. El robot se encarga principalmente de la rápida carga y descarga de las placas de corte. Toma las piezas en bruto de una paleta situado debajo de la entrada al área de trabajo y a continuación las deposita en un dispositivo dentro del área de trabajo. Tras finalizar el mecanizado, sustituye la placa acabada por otra a mecanizar. Especialmente ventajosos son los cortos ciclos de carga y descarga, de entre 6 y 8 segundos de media. De estas ventajas se benefician también las máquinas rectificadoras Helitronic de Walter Maschinenbau. Esta empresa ha diseñado, entre otras, una variante en la que un robot LR Mate 200iB de Fanuc está integrado en la máquina. En este caso, el robot no sólo se encarga del cambio de piezas, sino que realiza también funciones de medida y de cambio de las muelas de rectificado. La conexión a la máquina es sencilla: el robot se conecta a la máquina como esclavo a través del I/O Link de Fanuc. A ello contribuye positivamente la existencia de una interfaz definida entre el robot y el control de la máquina, un CNC de la Serie 310i de GE Fanuc.

Las aplicaciones de robots en máquinas-herramienta, además de para manipular con flexibilidad herramientas y muelas de rectificado, resultan también idóneos para la integración en un sistema completo compuesto por máquinas de procesamiento y medida y por módulos periféricos, o bien para interconectar varias máquinas formando una célula. Así lo considera Spinner Automation GmbH en Marktgröningen, Alemania, una filial de la empresa Spinner Werkzeugmaschinenfabrik, de Sauerlach. Spinner Automation experimenta actualmente una enorme demanda de automatización, especialmente por parte de empresas de tamaño pequeño y medio que no tienen capacidad de relocalizar su producción en el extranjero. Éstas efectúan la mayoría de los pedidos de máquinas con una automatización acorde a sus necesidades, de forma que puedan mejorar su productividad. Dado que este especialista en automatización construye y fabrica sus propias máquinas, puede ofrecer soluciones a la medida, desde simples sistemas de manipulación hasta plantas interconectadas. Spinner Automation ha realizado ya gran variedad de aplicaciones, por ejemplo soluciones clásicas en las que el robot está situado frente a la máquina. Además de la carga y descarga, se ocupa de la medida, limpieza y otras tareas, generando así una utilidad adicional. Dado el caso, los robots pueden también instalarse para ser utilizados en dos o más máquinas, lo cual reduce los costes. Frecuentemente se utilizan desde arriba, combinando las ventajas de un cargador de pórtico, por ejemplo que el acceso a la máquina no se modifica, con la flexibilidad de un robot de brazo articulado. Una solución integrada presenta la ventaja de un mínimo requisito de espacio. El robot se sitúa en la máquina en una construcción fabricada. Sin embargo, para ello deben cumplirse ciertos requisitos, como suficiente espacio, series pequeñas y reducida generación de virutas. El robot realiza tiempos de ciclo muy cortos, debido a los pequeños desplazamientos.

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