robótica industrial

ROBÓTICA INDUSTRIAL

PRODINTEC Centro Tecnológico

Fecha de creación: octubre 2004 Sede principal: Parque Científico y Tecnológico de Gijón – zona INTRA

Misión: “Potenciar la competitividad de las empresas industriales aplicando avances tecnológicos tanto a sus productos como a sus procesos de fabricación y gestión"

Robótica Industrial

Introducción: ¿Qué es un robot?


Flexible (reprogramable) Polivalencia (multipropósito) Automático

Según la RIA (Robotics Industries Association): “Manipulador multifuncional y reprogramable, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos programados y variables que permiten llevar a cabo diversas tareas”. Según la RAE: “Máquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizar operaciones antes reservadas sólo a las personas.”

Introducción: Aplicaciones comunes

Paletizado

Manipulación / Picking

Cambio pieza/hta en máquinas CNC

Alimentación prensas e inyectoras

Tradicionalmente se emplean en cadenas de producción para la realización de tareas repetitivas y/o que resultan penosas para los humanos.


Soldadura TIG Soldadura MIG/MAG

Soldadura puntos Aplicación pinturas y revestimientos

Industria del automóvil

Introducción: Aplicaciones comunes

Tradicionalmente se emplean en cadenas de producción para la realización de tareas repetitivas y/o que resultan penosas para los humanos.


Robótica industrial: Actualidad vs Tendencias

A día de hoy un robot es:

• Elemento para automatización • Búsqueda altas productividades • Necesidad de elevada repetitibilidad

En un futuro próximo un robot será además una máquina-herramienta flexible y multipropósito, sobre la que desarrollar diversas tecnologías.

Operario mecánico

Para lograrlo, deben de solventarse dos debilidades de la robótica:

• Dificultad de programación Necesidad de aplicaciones CAM específicas aptas para trayectorias complejas. • Precisión de posicionamiento

Necesidad de mejorar el control de posición con la inclusión de un sistema externo (control en lazo cerrado).


Fundación PRODINTEC: Visión

El robot como elemento de automatización está muy trabajado por fabricantes e integradores: existe una amplia gama de soluciones comerciales.

Nuestra labor se centra en el desarrollo de aplicaciones robóticas novedosas dentro del Área de las Tecnologías de Fabricación.

Tres procesos actualmente disponibles:

Mecanizado ISMF FSW


Mecanizado

El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones de conformado de piezas mediante la eliminación de material. Se trata de una variante del mecanizado CNC enfocada a la fabricación de grandes piezas en materiales blandos (resinas sintéticas, madera, etc.) en la que se emplean

cabezales y herramientas convencionales pero montadas sobre una estructura de máquina totalmente diferente.


Mecanizado

Sectores de aplicación:

• Prototipos

• Machos para termoconformado

• Moldes/modelos para composites

• Arquitectura efímera

• Decorados

Capacidades:

• Piezas hasta 2.000 x 2.000 x 2.500 mm

• Posibilidad de fabricación en 5 ejes

• Flexibilidad geométrica

• Proceso integral: del CAD a la pieza.

• Fabricación de prototipos o pequeñas series.


Deformación Incremental de Chapa (ISMF)

La Deformación Incremental de Chapa (ISMF) es un proceso automatizado basado en conformar el metal aplicando deformaciones localizadas mediante una herramienta esférica.

Manteniendo fija la plancha metálica, una herramienta esférica con giro libre presiona sobre ella al mismo tiempo que se desplaza dando forma a la chapa.

Ventajas:

• Facilidad de operación

• Sencillez en las modificaciones

Inconvenientes:

• Escasa flexibilidad geométrica

• Malas tolerancias



Para superar estas debilidades, el desarrollo más avanzado de la técnica incorpora además el movimiento vertical de la chapa, permitiendo así el uso de una matriz inferior fabricada en un material plástico contra la que se deforma el material.



Ventajas:

• Permite el prototipado rápido de piezas de chapa.

• Fabricación económica de series cortas de piezas de chapa (bajo coste en utillajes).

• Permite la fabricación de geometrías complejas.

• Reducción del “time-to-market”.

Inconvenientes:

• El espesor de chapa no es constante (depende de la geometría).

• Las propiedades mecánicas de la pieza no son equivalentes a la estampación.

• Geometrías imposibles: paredes verticales, pestañas, etc.

Sectores de aplicación:

• Automoción

• Metal-mecánico

• Electrodomésticos


Soldadura por Fricción (FSW)

La Soldadura por Fricción o Friction Stir Welding (FSW) es un proceso de unión en estado sólido, es decir, el material base en ningún momento llega al punto de fusión.

Se trata de una técnica de unión sin aporte de material donde, mediante la fricción y presión ejercidas por una herramienta giratoria, se logra la plastificación de los materiales. Esto forma una amalgama que, una vez retirada la herramienta, solidifica dando lugar al cordón de soldadura.

No es un sustituto de los métodos de soldeo tradicionales, sino que es un complemento para aquellos materiales que tienen baja o nula soldabilidad por fusión:

• Aleaciones de aluminio • Cobres, etc.



La herramienta es el parámetro de mayor influencia en los procesos FSW. Aunque las dimensiones y formas pueden variar, todas están compuestas por dos cuerpos cilíndricos concéntricos:

• Pin (cilindro menor): actúa en la interfase de la junta y produce la plastificación, agitación y mezclado del material.

• Hombro (cilindro mayor): actúa sobre la superficie de la junta, precalentando el material y confinándolo una vez ha plastificado.



Ventajas:

• Buenas propiedades mecánicas de la unión (fina microestructura y ausencia de defectos de solidificación).

• No hay tensiones residuales ni deformaciones debido al bajo aporte energético.

• No requiere de operaciones pre- o post-soldeo.

• Técnica económica: no se emplea ni material de aporte ni gas de protección.

• Técnica automática de alta repetitibilidad y buen acabado superficial.

• No se generan gases ni radiaciones.

Inconvenientes:

• Requiere de yunques que soporten los esfuerzos

• Técnica limitada a materiales ligeros: Al, Cu

• Espesores hasta 5 mm.


Fundación PRODINTEC: Nuestro equipamiento

1. Brazo robot de 6 ejes KUKA KR-500 AA con dos ejes externos

• Multipropósito: 3 tecnologías con un único robot

• Flexible: cambio de tecnología en pocos minutos



2. Cabezales y herramientas específicos para cada tecnología

3. Medición de esfuerzos

Sensor ATI OMEGA190 de medición de F/T en los 3 ejes para monitorización de esfuerzos de proceso en tiempo real.

Mecanizado: HSD 915 L ISMF: desarrollo experimental KUKA FSW: CYTEC CS-7-200



4. Sistemas CAD/CAM específicos

Se dispone del SW CAD PowerShape y el CAM PowerMill Robot Interface, ambos de la firma DELCAM PLC, que permite un flujo de trabajo continuo: de la geometría CAD de las piezas a fabricar se generan las trayectorias de herramienta y finalmente se hace la transformación a movimientos de ejes robot.



5. Sistema óptico de control de posición

Se dispone de un sistema laser tracker LEICA AT-901 junto con el equipo T-MAC para control de posición.

El empleo de éste equipamiento permite conocer la posición exacta del robot con una precisión menor de la décima de milímetro pudiendo emplearlo como medio para el control de la posición en tiempo real.


Fundación PRODINTEC: Capacidades

En PRODINTEC ofrecemos servicios de:

• Fabricación empleando las tecnologías disponibles.

• Simulación y programación de instalaciones robóticas.

• Asesoramiento en la integración de nuevos equipos.

• Validación de procesos a escala laboratorio (banco de pruebas).

• Desarrollo de proyectos I+D+i de aplicaciones robóticas en general.


Centro tecnológico para el diseño y la producción industrial

Fundación PRODINTEC

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

SEDE SOCIAL

D Parque Científico Tecnológico de Gijón, zona INTRA. Avda. Jardín Botánico, 1345 • Edificio “Antiguo secadero de tabacos” 33203 Gijón, Asturias T +34 984 390 060 DELEGACIÓN EN MADRID

D Incubadora II – Parque Científico de Madrid C. Santiago Grisolía, 2 – 1º 28760 Tres Cantos, Madrid T +34 667 728 947

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