Todo lo que se necesita para una sencilla máquina automatizada de pick and place

La automatización de las máquinas no tiene por qué ser tan compleja como parece. Con componentes estandarizados se pueden obtener máquinas totalmente automatizadas. Martin Ahner, director de la Norelem Academy, explica los beneficios de utilizar componentes estandarizados en la automatización y cómo se puede realizar a través del dispositivo propio automatizado de Norelem para la manipulación de componentes ‘pick and place’.

En el camino hacia la eficiencia y el ahorro, la automatización va al volante. Es la clave para liberar una mayor flexibilidad y precisión en la producción e incrementar los márgenes de beneficios y de seguridad. Las máquinas automatizadas son algo habitual hoy en día en la mayoría de las fábricas y se utilizan para aplicaciones que van desde el montaje hasta el embalaje y la inspección.

El mercado de la robótica alcanzó 39,72 mil millones de dólares estadounidenses en 2019 y se espera que alcance una TCCA del 25,35% de 2020 a 2025, según Mordor Intelligence. En el pasado los robots y las máquinas automatizadas se veían generalmente como unos activos de capital de gran desembolso con un ROI bajo, pero se espera que el crecimiento pase de grandes y costosos robots a robots colaborativos mucho más pequeños, conocidos como cobots. Según la masa laboral mundial el 72% de los trabajadores ven la automatización como una tecnología que les ayudará a realizar sus trabajos mejor; los fabricantes deberían considerar la posibilidad de invertir en máquinas automatizadas. Una forma sencilla y eficiente de hacerlo es con componentes normalizados.

Los componentes normalizados son extremadamente flexibles y satisfacen una amplia gama de requisitos al tiempo que reducen la complejidad. La automatización del transporte de un componente o la manipulación del mismo puede reducir los tiempos de configuración y, con ello, los costes.

Las aplicaciones totalmente automatizadas de ‘pick and place’, en concreto, son una forma sencilla para que los fabricantes comiencen su camino hacia la automatización. El uso de materiales y dispositivos estandarizados elimina la necesidad de crear tuercas y tornillos a medida y mejora radicalmente los tiempos de desarrollo e implementación.

Asimismo, no hay necesidad de pagar para que una persona venga y monte la máquina en cuestión, ya que fabricantes y proveedores de componentes estandarizados como Norelem proporcionarán los dibujos CAD, los materiales y las instrucciones de montaje necesarios para los componentes elegidos.

Las máquinas de ‘pick and place’ se basan en la combinación de motores, guías lineales y giratorias y unidades de colocación, una unidad de medición y un sistema de manipulación.

Norelem, el especialista en componentes estandarizados, ha desarrollado su propia máquina de ‘pick and place’ utilizando componentes estandarizados para demostrar la velocidad y la flexibilidad en el diseño y la construcción de un conjunto automatizado.

En esta aplicación, la máquina de ‘pick and place’ está controlada por un motor paso a paso y utiliza una correa dentada combinada con un accionamiento de husillo de bola para el transporte de componentes en el eje horizontal. Norelem quiso que esta aplicación mostrara también el transporte en el eje vertical y, para ello, utilizó una mesa eléctrica de posicionamiento para alimentar los componentes por ambos ejes.

Se utilizan módulos neumáticos de manipulación para recoger y entregar el componente. Los módulos están equipados con un módulo de pinzas paralelo que puede soportar hasta 4,7 kg y un módulo giratorio para mostrar una tarea de agarre en un recorrido concéntrico. La lista completa de módulos y componentes utilizados en el desarrollo de la máquina de ‘pick and place’ de Norelem se pueden ver en la ilustración 1 a continuación.

El beneficio de diseñar una máquina de ‘pick and place’ utilizando componentes estandarizados es que se pueden desarrollar e implementar con rapidez. Además, los ingenieros también pueden obtener información del producto. Por ejemplo, todos los módulos y componentes de la aplicación ‘pick and place’ pueden encontrarse en el Training Centre de la Norelem Academy.

El proceso de diseño y fabricación consiste en utilizar datos CAD para desarrollar un modelo funcional de la máquina que asista en la selección de los componentes que habrá que pedir. Este proceso dura normalmente uno o dos días. A continuación, se encargan las piezas que hay que fabricar, antes de instalar y poner en funcionamiento el sistema de control lo cual generalmente tarda solo entre dos y cuatro semanas.

Además, con sala de muestras en línea de modelos 3D de la Norelem Academy la aplicación se puede ver virtualmente y comprobar cómo funciona.

Las tareas de automatización y manipulación no tienen que llevar un trabajo intensivo de desarrollo y diseño. Sobre todo, en aplicaciones estándar la fase media del proceso de comercialización que dura unos tres meses se puede reducir considerablemente utilizando componentes estándar. La clave es saber qué componentes hay que utilizar y su correcta instalación, ya que ahí es donde contar con proveedores de componentes estándar como Norelem resulta beneficioso debido al asesoramiento y soporte que ofrecen.

La implementación de componentes estandarizados en el sector de la automatización es una opción estupenda para pequeñas y medianas líneas de producción ya que ahorra tiempo y reduce costes.

Otro beneficio adicional del uso de componentes estandarizados es la reducción del servicio y el mantenimiento. Al elegir módulos neumáticos de manipulación integrados, por ejemplo, no es necesario realizar mantenimiento. Además, el uso de accionamientos de husillo de rosca de bola necesita solo de una correcta lubricación para alcanzar la vida útil prevista. Por último, el desgaste por uso solo se produce en los receptáculos de las placas de montaje de las mesas de posicionamiento. En el caso de que se produzcan errores de precisión, se pueden utilizar casquillos sustituibles.

No cabe duda que las fábricas de producción están mudando hacia una mayor automatización. Con la flexibilidad y los plazos menores que ofrece el uso de componentes estandarizados, los fabricantes pueden invertir en soluciones automatizadas sin tener que esperar largos plazos de entrega.

Es más, con las máquinas automatizadas montadas con componentes estandarizados se reduce la necesidad de depender de terceros para la formación o la reparación, y si la maquinaria tuviera que detenerse para realizar el servicio, todo el mantenimiento se podría llevar a cabo con facilidad y las piezas se podrían obtener rápidamente. La Norelem Academy ofrece formación eficaz y personalizada a través de su propia plataforma de formación y está diseñada para apoyar a los alumnos, estudiantes y especialistas mediante charlas expertas gratuitas acerca de todos los aspectos de la ingeniería mecánica, incluida la muestra de aplicaciones de ‘pick and place’.

Para poder alcanzar un conocimiento profundo del producto, la Norelem Academy también ayuda a los ingenieros a entender las innovaciones de producto con mayor rapidez mediante ejemplos de aplicación. A través de unidades de microaprendizaje el usuario puede ver rápidamente toda la información y ejemplos de uso del producto en la práctica.

Para los productos que requieran de una explicación más extensa, la Norelem Academy ofrece formación de productos concretos y piezas estandarizadas. La integración de las piezas estandarizadas en la fabricación es fundamental para crear productos competitivos.