La industria manufacturera se encuentra en constante evolución, buscando soluciones innovadoras para optimizar sus procesos y mejorar su competitividad. En este contexto, la alianza entre Urany y APC Robots, una empresa líder en el desarrollo de soluciones robóticas con sede en Ciudad Juárez, Chihuahua, con una sólida presencia en México y Estados Unidos, representa un hito en el ámbito de la automatización industrial.
Un Desafío Común: La Seguridad y la Eficiencia en la Producción
Una empresa líder en la fabricación de electrodomésticos en Estados Unidos se enfrentaba a un desafío común en la industria: la manipulación manual de componentes con bordes afilados ponía en riesgo la seguridad de sus operadores y, al mismo tiempo, limitaba la eficiencia de sus procesos.
Ante esta problemática, APC Robots, quien cuenta con una sólida trayectoria en el desarrollo de soluciones robóticas, en colaboración con Urany, diseñaron una solución que no solo garantizaría la seguridad de los trabajadores, sino también lograron optimizar la producción.
La Solución: Un Sistema Servocontrolado de Alta Precisión
Después de evaluar diversas alternativas, como sistemas neumáticos y robóticos, se determinó que un sistema servocontrolado era la solución más adecuada para cumplir con los requisitos del proyecto, señaló Julio Torres, CEO de APC Robots, y agregó:
“La única manera de alcanzar la velocidad y precisión requeridas para manipular componentes a altas velocidades y en espacios reducidos era mediante un sistema servocontrolado”.
Como explica Julio Torres, la capacidad de los servomotores para controlar con precisión la velocidad, la posición y la fuerza, sumada a la flexibilidad de los sistemas lineales, permite desarrollar una solución altamente personalizada y adaptable a las necesidades específicas del cliente.
El proyecto requería Sistemas Pick and Place robustos, dinámicos y de alta capacidad, para lo cual se proporcionaron dos opciones:
Sistema Scott Main-XYZ
El sistema se compone de tres ejes. El eje X, formado por dos actuadores MTJ110 sincronizados, los cuales proporcionan un recorrido de 3100 mm. Este movimiento impulsa al eje Y, equipado con un actuador CTJ200 de 1860 mm de carrera. Finalmente, el eje Z, conformado por un actuador MTJZ110, que cuenta con un diseño especial que permite un movimiento lineal del cuerpo del actuador mientras el bloque del motor permanece fijo. Este diseño otorga un recorrido de 3100 mm en el eje Z.
Sistema T1000-YZ
Los sistemas cartesianos YZ presentan un eje Y de gran recorrido (4300 mm) construido con un actuador CTJ de doble guía lineal. Este actuador cuenta con cuatro carros para garantizar un movimiento preciso. El eje vertical Z, utiliza un actuador MTJZ similar, aunque con una carrera más corta de 1400 mm.
Análisis de la Aplicación y Cálculo
Este proyecto consistió en un sistema cartesiano de 3 ejes. Este tipo de aplicaciones suele tener diferentes retos a la hora de realizar la selección de los servomecanismos. Lo anterior se debe principalmente a que la información necesaria para realizar los cálculos y simulaciones tiene una dependencia entre ejes.
Dado el diseño cartesiano, los ejes se encuentran en una relación jerárquica: el eje X soporta al eje Y, y este a su vez al eje Z. Por consiguiente, un incremento en la longitud de los ejes Y y Z conlleva un aumento en la masa total del sistema. Esta variación de masa es un factor crítico a considerar al momento de seleccionar y dimensionar los servomotores, ya que influye directamente en su desempeño.
Para alcanzar la producción deseada, medida en piezas por minuto o ciclos por hora, es esencial ajustar de forma precisa los parámetros de velocidad, aceleración y jerk de cada eje. Estos parámetros determinan la rapidez y suavidad de los movimientos, siendo el jerk el encargado de controlar las variaciones de aceleración a lo largo del tiempo.
Escalamiento
El servicio de ingeniería de detalle de Urany incluye soporte durante la puesta en marcha. Un paso crucial en este proceso es el 'escalamiento', que es fundamental para garantizar un funcionamiento óptimo del sistema. En esta fase, se ingresan al servocontrolador los datos mecánicos precisos de los actuadores y componentes, como el radio de las poleas y el paso de los tornillos de bola.
Este proceso requiere un profundo conocimiento del producto, ya que una configuración incorrecta puede provocar fallas o daños permanentes en los componentes.
Seguridad en la Puesta en Marcha
Los sistemas servocontrolados son complejos debido a que involucran diferentes componentes. Por ejemplo, el eje X de este sistema cartesiano está compuesto por dos actuadores unidos por una flecha de sincronización con acoplamientos en sus extremos.
Para poder dar motricidad a este eje se utiliza un servomotor que va montado directamente a un reductor planetario, este a su vez se monta a uno de los bloques motrices del actuador a través de otro acoplamiento de elastómero. Esto es solo el eje X; el sistema cuenta con 2 ejes adicionales.
El compromiso de Urany es proporcionar toda la información y asesoramiento técnico para garantizar el éxito del proyecto. Es por esto que se realizan diferentes cálculos y simulaciones para identificar el elemento con la menor tolerancia al torque o velocidad y así poder tomar medidas para protegerlo.
Es así que, para lograr lo anterior, se proporcionan valores de torque y/o corriente para que sean configurados en el servocontrolador y así agregar una capa más de seguridad al proyecto y evitar daños prematuros en componentes.
Urany ofrece a sus clientes la posibilidad de instalar estos equipos en colaboración con sus clientes; en caso de que se prefiera realizar un montaje por cuenta propia, se proporciona toda la información necesaria para el correcto montaje.
Estos apoyos visuales incluyen la identificación de los componentes mecánicos como tornillos, bridas, placas o bloques de montaje, entre otros, y los valores de torque correspondientes para su correcta instalación.
Esta información se comparte para cada uno de los ejes que conforman el sistema, ya que cada eje en los sistemas cartesianos puede tener componentes de diferentes tamaños o capacidades.
Toda esta información Urany la proporciona en un reporte técnico elaborado específicamente para tu proyecto, ahorrándote tiempo en la consulta de información en diferentes manuales, los cuales son entregados también para su documentación o archivo.
Resultados Excepcionales del Proyecto
La implementación del Sistema Pick and Place desarrollado por APC Robots en colaboración con Urany, superó las expectativas del cliente y tuvo resultados excepcionales:
Mayor seguridad: Se eliminó por completo el riesgo de lesiones para los operadores al automatizar la manipulación de componentes peligrosos.
Mayor eficiencia: La precisión y repetibilidad del sistema garantizaron una calidad de producto constante.
Sin duda, la colaboración entre Urany y APC Robots ha demostrado que la automatización industrial es una inversión estratégica para mejorar la seguridad, la eficiencia y la calidad de los procesos productivos. Al eliminar el riesgo de lesiones para los operadores y aumentar la productividad, este proyecto representa un antes y un después para la empresa.
Si tu empresa busca optimizar sus procesos y mejorar su competitividad, no dudes en contactarnos. En Urany, contamos con un equipo de expertos en automatización industrial dispuestos a ayudarte a encontrar la solución más adecuada para tus necesidades.
