Automatización de pick-and-place con sistema de pórtico. Por qué es conveniente

Decidir implementar un sistema de pórtico o un robot para una aplicación de fabricación no es tan sencillo como podría parecer.

Para automatizar una tarea sencilla pero lenta y potencialmente peligrosa en su fábrica, una empresa de tableros de aglomerado sopesó las ventajas de un sistema de pórtico con actuadores frente a las que ofrecía un sistema robotizado.

¿Robot o pórtico?

Contactaron con Chicago Electric para que diseñara un sistema de automatización para el apilamiento de mallas metálicas utilizadas para fabricar tableros de aglomerado.

Estas mallas se apilan al final del proceso y se devuelven al principio de la línea para su reutilización en el siguiente ciclo.

El proceso manual implicaba a dos trabajadores, situados en lados opuestos de la línea.

El escaso valor añadido de la tarea en la que trabajaban los dos operarios llevó a la empresa a optimizar el proceso introduciendo la automatización.

«Tras considerar factores importantes como el coste y la eficiencia, elegimos un sistema de pórtico en lugar de un robot», explicó Bob Kaska, de Chicago Electric.

El uso de un pórtico requiere menos mantenimiento que el de un robot, ya que solo utiliza dos motores en lugar de seis.

La aplicación también proporciona mayores alcances y capacidades que las que puede ofrecer un robot.

Además, la amplitud de movimiento requerida y el peso del producto manipulado habrían hecho que la implementación robótica fuera al menos dos veces más cara que la solución de pórtico.

Chicago Electric diseñó un sistema de pórtico X-Z para apilar pantallas metálicas construido en torno a un par de actuadores ROLLON acoplados.

La automatización de tareas ha permitido destinar a los operarios a tareas de mayor valor, mejorando la ergonomía y la eficiencia de las fases.

«La decisión de seguir el camino de la automatización fue impulsada principalmente por la necesidad de hacer más segura la aplicación», dijo Kaska.

«La tarea implicaba movimientos repetitivos y la coordinación de dos personas. Para colocar la malla en la cinta móvil, era necesario que los operarios estuvieran muy cerca del equipo: esto los exponía a posibles peligros»

Actuadores lineales rollon, una solución fiable

La mayor dificultad en el desarrollo de la aplicación fue encontrar un actuador que cumpliera todos los requisitos de la aplicación.

Los elementos que hay que tener en cuenta al seleccionar un actuador son la precisión, la repetibilidad, la capacidad de carga y la longitud de la carrera.

Para este sistema de pórtico, Chicago Electric eligió los actuadores lineales R-SMART 160 y SC-130 de ROLLON.

Con un carro fabricado en aluminio anodizado, el R-SMART 160 utiliza una guía lineal doble, en lugar de una sola, para proporcionar una mayor capacidad de carga, momentos más elevados y manejar adecuadamente la cantidad de peso requerida.

El SC-130, que forma parte de la serie PLUS de ROLLON, se monta directamente en la unidad R-SMART sin necesidad de una placa adaptadora.

Este actuador también se caracteriza por su gran capacidad de carga y su alta rigidez.

Otra característica importante del SC-130 es su carro fijo y perfil móvil. Esta característica hace que el actuador sea una buena opción para las aplicaciones.

Reducción de la duración del ciclo

El sistema de pórtico X-Z diseñado por Chicago Electric es un sistema de pick-and-place que reduce la duración del ciclo de 30 a 15 segundos, al tiempo que mejora la seguridad.

Este sistema de pick-and-place totalmente automatizado se desplaza 3.7 m en horizontal y 1.2 m en vertical para apilar las mallas metálicas.

El eje X del sistema tiene una velocidad de 1.3 m/s y una fuerza de 270 kg. Su eje Z tiene una carrera de 122 cm y una fuerza de 224 kg.

También en el eje Z, el pórtico cuenta con una herramienta magnética de alta resistencia que se inclina cuando la herramienta cae.

El sistema de recogida y colocación de Chicago Electric también cuenta con una barra de cabecera de 1.27 pulgadas que se engancha a un transportador de cadena y se utiliza para conectar las mallas de acero.

Mayor vida útil del sistema

Los ingenieros de ROLLON determinaron que el momento del eje Z en el R-SMART sería el factor limitante en este sistema de pórtico X-Z.

Con una velocidad máxima de 1.5 m/s, una aceleración de 33G y un factor de seguridad de 1/3, este actuador tiene un momento Mz de 1192 Nm, que está dentro del límite de 5707 Nm.

ROLLON realizó una estimación de la vida de servicio de la solución estimándola en 21 años.

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