Yamaha Phaser permite reducir hasta un 40% los tiempos de ciclo gracias a la tecnología de motor lineal

Ante el reto planteado por un cliente de ofrecer una solución de automatización industrial capaz de alcanzar una productividad más allá del alcance de los accionamientos de precisión tradicionales, un creativo equipo de integradores de sistemas logró el éxito aprovechando los robots Phaser de Yamaha. 

La sección de automatización industrial de Yamaha Robotics ha suministrado sus robots Phaser de un solo eje a los fabricantes de sistemas, lo que permite un movimiento mucho más rápido de las cargas útiles a largas distancias sin comprometer la precisión de posicionamiento.

En busca de una solución para aumentar la productividad de la automatización existente basada en accionamientos de husillo de bolas, ampliamente utilizados para el control de movimiento industrial de precisión, el equipo de ingeniería del cliente recurrió a la tecnología de accionamiento por motor lineal de Yamaha.

Los robots de un solo eje Phaser de Yamaha ofrecen alta velocidad y precisión, al tiempo que garantizan un entorno de trabajo más silencioso.

A diferencia de los accionamientos tradicionales, los robots Phaser de Yamaha no están limitados por la física de la velocidad crítica. Pueden adaptarse a distancias de movimiento más largas y a tiempos de ciclo reducidos, manteniendo una precisión y fiabilidad extremadamente altas. Los integradores de sistemas pueden aprovechar esta flexibilidad para ofrecer soluciones de automatización avanzadas a los propietarios de fábricas que buscan impulsar la productividad de sus procesos de producción.

Los modelos MF de la serie Phaser de Yamaha funcionan con imanes planos. Su elevada fuerza de empuje les permite mover cargas útiles de hasta 160 kg con la máxima precisión y dinámica en distancias de hasta 4 metros. Aunque mantienen un diseño compacto, los ejes lineales cuentan con cubiertas duraderas de acero inoxidable que evitan que la suciedad y las partículas extrañas penetren en el sistema de accionamiento. A diferencia de los ejes lineales accionados por husillo de bolas, solo hay unos pocos componentes deslizantes y giratorios, lo que se traduce en un funcionamiento mucho más silencioso.

Un equipo de integración de sistemas de Japón recurrió a Yamaha para que le ayudara a cumplir dos requisitos de un cliente destinados a aumentar la productividad mediante una manipulación más rápida de las piezas de trabajo. El primer reto consistía en acortar el tiempo de ciclo de un proceso compuesto por dos operaciones que requerían el transporte de las piezas de trabajo a lo largo de una distancia de recorrido de 500 mm.

Sin cambiar la tecnología subyacente, había poco margen de mejora. La velocidad crítica, una limitación fundamental relacionada con la longitud sin apoyo del husillo de bolas, impedía aumentar aún más la velocidad de rotación. Como resultado, no era posible reducir los tiempos de ciclo simplemente haciendo funcionar el sistema más rápido.

Al crear una solución completamente nueva utilizando los actuadores de motor lineal Phaser de Yamaha, el equipo logró una reducción aproximada del 40% en el tiempo de ciclo.

Los robots Phaser ofrecen movimientos a alta velocidad en distancias prolongadas y permiten el funcionamiento con varios carros.

La segunda petición del cliente consistía en simplificar un proceso que implicaba cuatro operaciones y que, en ese momento, se gestionaban mediante dos accionamientos de husillo de bolas independientes, con un robot adicional que cambiaba las piezas de trabajo de un accionamiento al otro. La transferencia de piezas conllevaba un alto riesgo de errores, lo que afecta de forma negativa a la productividad. Además, los dos accionamientos ocupaban una superficie relativamente grande en la planta de producción, y mantener la alineación entre ellos planteaba retos adicionales. Dado que alargar la carrera de un accionamiento de husillo de bolas reduce su velocidad crítica, combinar los dos accionamientos en una sola unidad para eliminar los riesgos de transferencia no era una opción viable.

Para hacer frente a estos retos, el equipo instaló una sola unidad Phaser de 1 metro de longitud para consolidar todos los procesos en un sistema en línea. Esto redujo el espacio necesario en planta y permitió una transferencia más rápida de las piezas entre operaciones. Como resultado, el tiempo de ciclo total, incluido el tiempo de procesamiento de la producción, se redujo de 2,04 segundos a 1,76 segundos.

El avanzado sistema de medición de posición de Yamaha es resistente a la suciedad, la condensación y el aceite, lo que garantiza una detección de posición estable y precisa. Yamaha utiliza su propia tecnología para las escalas lineales con detección de señal magnética. El encoder magnético ofrece la ventaja de permitir la retroalimentación de posición en largas distancias de recorrido a bajo coste. Gracias a los encoder semiabsolutos, la posición del carro se detecta en cuestión de segundos tras el encendido. El sistema de control en bucle cerrado garantiza un control y un posicionamiento precisos del carro con una repetibilidad de ±5 µm.

El encoder de posición es un elemento clave de propiedad intelectual en el movimiento lineal. El diseño y la fabricación de sus propios encoder permiten a Yamaha garantizar una disponibilidad continua con plazos de entrega cortos para la construcción y el mantenimiento de máquinas. Además, proporciona a los ingenieros de Yamaha un profundo conocimiento de la tecnología, lo que les permite ofrecer un soporte técnico especializado a los clientes.

De serie, los robots están disponibles con uno o dos carros. Dos carros resultan especialmente adecuados cuando, por ejemplo, es necesario mejorar de forma e e los tiempos de ciclo y de configuración, o cuando el espacio para combinaciones de ejes adicionales es limitado. Las configuraciones personalizadas también permiten el funcionamiento con varios carros, lo que hace posible el uso de tres o más carros en un único eje. Un programa de prevención de colisiones ayuda a los usuarios a configurar de forma segura varios carros. Para el transporte de cargas superiores a 160 kg, se puede suministrar una configuración de sistema de accionamiento biaxial. Yamaha proporciona un sistema de control optimizado para el control de movimiento sincronizado en estos casos.

Gracias a sus características de rendimiento ajustables individualmente, los ejes lineales de la serie Phaser son ideales para aplicaciones dinámicas y precisas. Su accionamiento sin contacto garantiza una larga vida útil, incluso con ciclos de funcionamiento intensivos. Entre las aplicaciones típicas se incluyen la tecnología de automatización, la fabricación de productos electrónicos, los sistemas de montaje y ensayo, los sistemas de pórtico (gantry) y las aplicaciones en la industria alimentaria.

Al pasar a utilizar los accionamientos de motor lineal Phaser de Yamaha, el equipo de integradores de sistemas de Japón cumplió con los requisitos de su cliente de contar con dos soluciones de automatización más rápidas, que ocuparan menos espacio y que impulsaran una mayor productividad. Los accionamientos también son más silenciosos, fiables y suponen menores costes de propiedad para el operador. Además, la velocidad y precisión superiores de estos accionamientos han ampliado el alcance del equipo para desarrollar soluciones aún más potentes en el futuro.