Soluciones de movimiento que aportan rapidez y precisión para las aplicaciones robóticas

El sector farmacéutico, la tecnología médica y los laboratorios médicos cada vez pueden trabajar con más rapidez gracias a la automatización. Los dispositivos automáticos de laboratorios y los robots, recuerdan desde Elmeq, pueden liberar a los profesionales de mucho trabajo y aumentar así la productividad y la eficiencia.

El agarre y manipulación automáticos de las muestras, pipetas o reactivos está entre los principales pasos recurrentes de procesos. Para ello, es necesario contar con pinzas industriales aptas para pequeñas piezas. Generalmente están disponibles dos tecnologías diferentes para el agarre, explica el director de producto Maik Decker, responsable de este campo en el fabricante del suroeste de Alemania, Zimmer Group. “Hasta ahora, la mayoría de las pinzas de la industria se accionaban con la neumática (aire comprimido). No obstante, esta tecnología no es adecuada para los entornos higiénicos necesarios en los laboratorios, en medicina y en las industrias farmacéuticas y de tecnología médica. Por ello, en estos campos se utilizan pinzas de accionamiento eléctrico”.

Además del aspecto higiénico, estas pinzas tienen otra ventaja: funcionan sin un sistema de aire comprimido y las líneas asociadas. En algunos sectores industriales, éstos son equipos estándar en las instalaciones de producción. Al fin y al cabo, la electricidad está disponible en todas partes. Además, las máquinas en las que se instalan las pinzas funcionan con energía eléctrica. Una conexión eléctrica es mucho más fácil de instalar que un suministro de aire comprimido. Así como, el control de los componentes eléctricos es más sencillo y flexible que el trabajo con la neumática. “Vemos una clara tendencia hacia el accionamiento eléctrico, sobre todo en la industria del automóvil”, explica Maik Decker.

Los nuevos productos de Zimmer Group, como la nueva serie GEP2000, sirven y consolidan esta tendencia. La pinza robótica para piezas pequeñas puede -según la versión- agarrar y sujetar componentes de hasta cinco kilogramos de peso. Pero, también, puede manipular sin problemas piezas delicadas y sensibles, como un tubo de ensayo. “Entre las ventajas del accionamiento eléctrico se encuentra también la posibilidad de adaptar la fuerza de agarre a diversos objetos en cualquier momento”, explica Volker Kimmig, jefe de equipo de software de Zimmer Group. “Con el controlador adecuado, la pinza puede cambiar entre diferentes piezas durante un proceso en marcha”.

La potencia para estos pasos de trabajo es suministrada por un motor brushless de corriente continua de la serie BX4 de Faulhaber. Además de un elevado par, los puntos fuertes de este motor de 4 polos son sus bajas vibraciones y su bajo nivel de ruido, su diseño compacto y su larga vida útil. “Garantizamos que este producto realizará más de 10 millones de ciclos sin mantenimiento”, afirma Volker Kimmig. “Esto, por supuesto, sólo es posible con un motor de muy alta calidad”. Un motor de este tipo también debe ofrecer una serie de características adicionales para satisfacer las exigencias del funcionamiento continuo en una aplicación típica de pick and place.

Motor brushless Bx4.

Los expertos en pinzas del Zimmer Group sabían que el BX4 de Faulhaber cumpliría estos requisitos. Ya habían instalado motores brushless de esta serie en su familia de pinzas GEH6000. Esencialmente, esta pinza funciona de la misma manera que la pinza para piezas pequeñas. Su recorrido, es decir, la distancia entre la posición abierta y cerrada de las mordazas es significativamente mayor y puede ser de hasta 80 milímetros.

“De este modo, el dispositivo puede abarcar una gama más amplia de objetos de diferente tamaño en el mismo proceso”, explica Maik Decker. “Por otro lado, la GEP2000, más pequeña, también puede realizar su trabajo en condiciones muy reducidas. Por supuesto, esto sólo funciona con un motor que suministre una potencia muy alta en un espacio muy reducido”.

La fuerza del motor se transmite a las pinzas mediante un engranaje helicoidal con un paso de rosca pronunciado. Incluso en caso de corte de corriente, la fuerza de agarre se mantiene y la posición respectiva se mantiene. Una vez agarrada, la pieza se mantiene segura gracias a esta función mecánica de autobloqueo, sin que sea necesario un dispositivo adicional, como un freno.

La electrónica de accionamiento de los dos tipos de pinzas funciona de forma ligeramente diferente. En la GEH6000, las señales del encoder del motor se utilizan para posicionar las mordazas. Si embargo, en la GEP2000, esta tarea se realiza con la ayuda de un sensor de posicionamiento. Ambas soluciones alcanzan un grado de repetibilidad muy elevado: la trayectoria especificada de las mordazas se reproduce con una precisión de cinco centésimas.

“En muchas aplicaciones, el preposicionamiento al bajar la pinza hasta el objeto de destino es muy importante”, explica Volker Kimmig. “En espacios reducidos, la posición abierta sólo puede ser muy ligeramente mayor que la posición cerrada. Al “maniobrar” un brazo robótico en un entorno complejo, también puede ser necesario realizar preajustes muy precisos. Para ello utilizamos una electromecánica muy precisa, en la que el motor vuelve a desempeñar un papel crucial, así como una conexión de datos flexible. Nuestros dispositivos pueden equiparse con IO-Link y con E/S digitales. Esto hace que puedan entrar y salir fácilmente de cualquier sitio”.