El recubrimiento de precisión de alta velocidad con robots aumenta la productividad en la fabricación

Los fabricantes mundiales dependen más que nunca de la automatización de alta velocidad para hacer frente a los retos de productividad de hoy en día. Sin embargo, aumentar la producción manteniendo la calidad es cada vez más difícil con la automatización convencional. Aumentar la velocidad de un proceso como el recubrimiento o la dispensación puede suponer un reto para la precisión y la repetibilidad, lo que exige un complicado ajuste para lograr la calidad deseada al final de la línea. Por lo general, soo un pequeño número de técnicos formados y experimentados son capaces de establecer y mantener esos procesos, lo que puede frenar la presentación de nuevos productos y dejar las líneas de montaje vulnerables a las interrupciones.

La experiencia de Yamaha Robotics trabajando con clientes de varias industrias como la automotriz, la electrónica y la médica, entre otras, ofrece algunos conocimientos. El depósito de un sellador a lo largo de los bordes de acoplamiento de las piezas de metal fundido o de los componentes de plástico, como las cubiertas y las carcasas, antes del montaje, es un requisito común que se aborda con frecuencia mediante el uso de accionamientos convencionales para coordinar el movimiento lineal y la dispensación del sellador.

Para depositar un hilo continuo de sellador, el sistema de control de movimiento debe seguir con precisión una trayectoria predeterminada a lo largo de los bordes rectos y en las esquinas. Por lo general, la velocidad debe reducirse en las esquinas para trazar con precisión el lugar deseado. Por otra parte, es deseable aumentar la velocidad cuando se mueve a lo largo de bordes rectos, para reducir el tiempo total para completar el proceso.

Para asegurar que se deposite un volumen consistente de sellador en todos los puntos, el mecanismo de dispensación debe ser controlado para estrangular el flujo de sellador en las esquinas de baja velocidad y aumentar el flujo cuando la unidad se mueve más rápidamente. Esto es difícil de lograr, lo que hace que las empresas dependan de un pequeño número de personal que tenga los conocimientos técnicos necesarios. Si la configuración es deficiente, pueden producirse inconsistencias como un volumen excesivo de sellador en las esquinas, lo que en última instancia conduce a más unidades rechazadas al final de la línea. Por otra parte, establecer una velocidad de conducción y una tasa de dispensación lenta y constante puede simplificar el control del proceso, a costa de un mayor tiempo de manipulado y un menor rendimiento general.

Típicamente, los fabricantes quieren lograr tanto una alta calidad como una alta velocidad sin depender de habilidades especializadas. Esto requiere una solución que pueda ajustar automáticamente la tasa de dispensación del sellador a medida que cambia la velocidad de excursión, permitiendo que el volumen de material deseado se aplique a la máxima velocidad posible que sea apropiada en cualquier posición.

Varias industrias están adoptando ahora la automatización robótica para aumentar la productividad y asegurar una flexibilidad a prueba de futuro. Yamaha Robotics ha diseñado adicionalmente la facilidad de uso en su serie RCX de controladores de robots y las herramientas de programación gráfica asociadas, para ayudar a los usuarios a maximizar las ventajas de esta tecnología.

El controlador RCX340 de Yamaha soporta capacidades de movimiento mejoradas y simplifica la configuración del dispensador del robot. En particular, la función de control de dispensación puede vincularse al servocontrol, lo que permite al RCX340 controlar la velocidad de dispensación junto con la velocidad de movimiento para garantizar una alta precisión, alta velocidad y un espesor de revestimiento estable. Esta “dispensación servocontrolada” (figura 1) es aplicable a los robots Yamaha Scara y a los robots cartesianos.

Figura 1. Función de dispensación servo-enlazada mejorada de Yamaha con el controlador RCX340.

Además, el controlador permite vincular fácilmente varios robots para ser controlados simultáneamente y soporta un conjunto de instrucciones ampliado, que incluye instrucciones de visión dedicadas que simplifican la programación y ayudan a minimizar el tiempo de inicio del equipo. El entorno de programación del RCX Studio 2020 contiene funciones de depuración que soportan múltiples tareas y proporciona características para acelerar la entrada de programas y permitir una rápida configuración.

Además, aprovechar las interfaces de comunicación comúnmente utilizadas en la automatización industrial permite una fácil integración en un entorno de fábrica existente. Además de los puertos RS-232C y Ethernet, la RCX340 es compatible con los buses de campo más populares como CC-Link, EtherNet/IP, DeviceNet, Profibus, Profinet y EtherCAT. Las conexiones con servoamplificadores de uso general o sistemas de visión de terceros también se implementan fácilmente y simplifican la introducción de la tecnología robótica en los procesos de fabricación heredados.

Yamaha Robotics ha ayudado recientemente a un cliente del sector de la automoción a acelerar la aplicación de precisión de selladores líquidos en piezas de fundición de aluminio utilizando el controlador RCX340 y los robots de Yamaha. Este fabricante no había podido aumentar la producción incrementando la velocidad de accionamiento del sistema de dispensación automática existente. El simple aumento de la velocidad había comprometido el control de la dispensación de sellador, lo que dio lugar a mayores cantidades de sellador en posiciones en las que la velocidad de accionamiento era más lenta. Esto había obligado a la compañía a trabajar con el equipo a una velocidad constante, resultando en un tiempo de manipulado más lento.

Buscando una solución más rápida que también fuera fácil de configurar sin recurrir a técnicos especializados, el líder del equipo del proyecto se puso en contacto con Yamaha para averiguar si la tecnología robótica podía ser una alternativa viable. Después de ver la demostración de Yamaha de la dispensación servo-enlazada, rápidamente instaló un sistema de prueba en la fábrica para explorar su potencial.

“Fue evidente que la velocidad de producción aumentó y nuestro análisis demostró que la calidad del revestimiento también era perfecta”, comenta, y añade: “También consultamos a Yamaha sobre el proceso de dispensación, que habíamos configurado previamente utilizando nuestra propia experiencia interna. La experiencia adicional nos ayudó a calcular los ajustes óptimos con extrema rapidez, reduciendo significativamente la carga de trabajo de nuestros propios ingenieros”.

Confiando en conseguir el aumento de velocidad deseado así como una calidad estable, el equipo del proyecto avanzó hasta la verificación final y posteriormente introdujo el proceso en la línea de montaje. Tan pronto como completaron su trabajo, comenzaron a explorar las oportunidades de utilizar los robots de Yamaha para mejorar otros procesos en la fábrica.

Los fabricantes del sector automovilístico y de otros sectores necesitan adoptar una automatización avanzada para reducir la duración de los ciclos y mantener la calidad, tratando de aumentar aún más la productividad. Los robots pueden cumplir estos requisitos cuando se combinan con las últimas técnicas de control de movimiento, así como con herramientas convenientes para ayudar a la programación y la configuración. La facilidad de uso es esencial, para ayudar a los usuarios a introducir rápidamente los nuevos procesos en su entorno de fábrica.