Ahorro de tiempo y costes en la fabricación de componente complejo para automatización- Inser Robótica
Descubre dos ejemplos de pieza final impresa en 3D como solución a problemas concretos en la automatización de líneas robotizadas para el sector alimentario y de bienes de consumo no duradero.
Inser Robótica nace en 1.986 a partir de otra empresa en funcionamiento desde 1.973 que integró el primer robot industrial en España. Su génesis estuvo ligada a la industria del metal y auxiliar del automóvil, integrando aplicaciones de soldadura o carga y descarga de maquinaria, entre otras.
En la actualidad están enfocados en la automatización del final de línea en el sector alimentario y de bienes de consumo no duraderos.
LA NECESIDAD GENERAL
Ahorrar tiempo y dinero fabricando componentes de gran complejidad
Inser Robótica diseña y pone en marcha procesos automatizados para el empaquetado de productos que llevan hasta el almacén o muelle de carga. En ese recorrido se incluyen tecnologías propias y de terceros que sirven para realizar inspecciones de calidad, formar cajas, llenarlas con producto, cerrarlas, paletizarlas, enfardar, flejar y etiquetar. Cuando el palé está listo, también realizan de manera automática el traslado interno empleando vehículos guiados y robots móviles autónomos.
Todo este entramado requiere que las máquinas estén cuidadosamente emparejadas, coordinadas, que tengan movimientos articulados precisos, lo que obliga a los ingenieros de Inser Robótica ainvestigar diseños de componentes de formas complejas. Con la máquina herramienta y los centros de mecanizado tradicionales no es posible obtener fácilmente estas geometrías, ya que implican múltiples pasos para producir una pieza acabada. Por lo general, se componen de varios elementos y el montaje, en ocasiones, es un problema, lo que alarga los plazos de producción y aumenta considerablemente los costes.
Las necesidades principales eran:
1
Reducir el tiempo
El reto está en reducir el tiempo de diseño y producción tanto de prototipos como de elementos individuales acabados, utilizados directamente en el funcionamiento de sus máquinas.
2
Mejorar la eficiencia y fluidez
Garantizar el correcto funcionamiento de los procesos, sin parones ni dependencia de terceros, olvidando los largos plazos, reduciendo al máximo el número de componentes almacenados. Una necesidad fundamental, compartida por muchas empresas de fabricación o de maquinaria automatizada.
3
Ganar versatilidad
Buscar la manera de eliminar las limitaciones del diseño mecánico para disponer de piezas con geometrías complejas y/o pesos reducidos. Las máquinas de Inser Robótica están sometidas a ciclos de trabajo prolongados y esta dinámica obliga a los diseñadores a fabricar piezas que resuelvan y mejoren la funcionalidad de los sistemas.
Ejemplos de pieza final impresa en 3D
Guía para sirga y garra para sistema de carga
Desde 3DZ, queremos compartir dos ejemplos de casos de aplicación en los que la impresión 3D ha supuesto un ahorro de tiempo y costes significativo para Inser Robótica, tanto en la fase de prototipado, como en la impresión 3D de pieza final.
Sistema automatizado de soldadura para un fabricante de almacenes industriales
PROYECTO 1 - Guía para sirga
El proyecto, propone un sistema automatizado de soldadura para fabricar largueros para estanterías.
En este sistema, los perfiles llegan a la célula en palés, lo que requiere un equipo capaz de alimentar la línea con esos perfiles.
Una vez dentro de la célula, un robot de gran capacidad y largo alcance manipula los perfiles individualmente, cargando cada uno en una de las dos mesas de soldadura existentes. Gracias a su doble herramienta, el robot puede descargar la viga de la estantería soldada y cargar un perfil sin soldar, sin perder tiempo.
PROYECTO 1 - Guía para sirga
El reto
En un extremo se encuentra la bobina con el material para la soldadura, y en el otro se encuentra la máquina de soldar. La sirga tiene como misión sostener la cámara por la que pasa el hilo de soldar hasta el robot.
El riesgo de que se generaran posibles obstrucciones por el exceso de roce o por el doblado desmesurado, podía provocar una circulación no fluida del hilo que expusiera la célula de soldadura a posibles parones, y en consecuencia, de la producción.
“Como se puede ver en la imagen, la propuesta inicial presentaba el riesgo de generar obstrucciones en la sirga, así como reducir su tiempo de vida debido a la rigidez del tubo, que propiciaba un excesivo doblado. ”
Unai Iriarte
Departamento de Ingeniería – Diseño Mecánico en Inser Robótica
PROYECTO 1 - Guía para sirga
La solución
Para guiar la sirga desde la máquina de soldadura al robot, se diseñó una pieza que evitara interferencias con el vallado. La pieza tenía que asegurar el tubo/la cámara en un ángulo específico para evitar que se doblara, con el objetivo de mejorar la precisión. Además, tenía que ser fácil de ensamblar.
Para dar con el ángulo correcto de la sirga y evitar posibles obstrucciones del filamento que pasa por su interior, se empezó por el diseño de la pieza con el Eiger, la solución de software de Markforged para crear y gestionar piezas. Con la impresora Mark Twode Markforged se probaron diferentes prototipos de forma rápida y económica, para terminar con la impresión de la pieza final una vez encontrada la geometría correcta.
“Esta elección conllevó un ahorro de tiempo y costes muy significativo, dada lacomplejidad de producción de dicho componente. Con la impresora 3D de Markforged, el equipo de ingeniería ha podido probar diferentes prototipos de forma rápida y económica, lo que nos ha permitido dar con la geometría correcta sin gastar mucho dinero” apunta Unai Iriarte.
Pieza final impresa en 3D
La guía está impresa en Onyx™, un nylon reforzado con microfibras de carbono que permite crear piezas con un acabado prácticamente impecable. Pocos materiales son tan versátiles, ya que cuenta con una elevada fuerza, dureza y resistencia a productos químicos, por ejemplo. La pieza asegura la cámara por la que discurre el hilo de soldar con un sistema de ensamblaje muy sencillo.
Mejora de la eficiencia y la fluidez del proceso de encajado de tapas en la línea de producción
PROYECTO 2 - Garra para sistema de carga de cajas
La célula automatiza la tarea poco ergonómica de alimentar una formadora de cajas con cartones en blanco. El cobot localiza por sí mismo la posición de la pila de cartones troquelados en el palé, coge grupos de cinco cajas, y los coloca en el almacén de la formadora de cajas o bandejas.
PROYECTO 2 - Garra para sistema de carga de cajas
El Reto
El proyecto aborda la integración de una máquina automatizada formadora de cajas con un sistema de carga de cajas.
La solución planteada inicialmente para la garra del sistema de carga, conllevaba un potencial desequilibrio, cuando el cilindro de la base estaba extendido. Esto suponía un riesgo directamente ligado a la durabilidad del cilindro, y por tanto, a la funcionalidad de la garra.
PROYECTO 2 - Garra para sistema de carga de cajas
La solución
Para resolver los problemas de resistencia en el labio inferior de la garra, el equipo de ingeniería de Inser Robótica, diseñó una pieza que mejoraba el conjunto del sistema eliminando la preocupación sobre su durabilidad.
Esta pieza impresa en Onyx™ con la impresora 3D Mark Two de Markforged, está pensada para envolver la estructura principal de la garra cuando el cilindro está extendido, de esta manera, se elimina el “juego” detectado en el sistema.
El equipo de ingeniería pudo probar diferentes prototipos de forma rápida y económica, lo que permitió encontrar la geometría correcta sin incurrir en grandes gastos.
La decisión de utilizar el software Eiger de Markforged y la Mark Two para diseñar e imprimir pieza final, “resultó en un importante ahorro de tiempo y dinero debido a la complejidad de fabricación del componente” concluye Iriarte.
El apoyo de 3DZ
El apoyo de 3DZ permitió a los responsables de Inser Robótica elegir qué tipo de impresoras 3D eran las más adecuadas para responder a sus necesidades.
Tras un conocimiento detallado de sus procesos y la realización de distintos benchmarks, el equipo se vio capacitado para tomar una decisión informada. En este caso, se decantaron por una impresora 3D que destaca por ser la única impresora industrial de escritorio que, en cuestión de horas, permite convertir directamente tus diseños CAD en piezas más resistentes que el Al6061: el modelo Mark Two de Markforged.
“3DZ nos ha acompañado en todo el proceso; desde el contacto inicial en una feria consultando por soluciones 3D para nuestra casuísticas diaria habitual, hasta el completo asesoramiento en tecnologías 3D para la posterior la compra de equipos y servicio postventa.”
PROYECTO 1 - Guía para sirga
PROYECTO 2 - Garra para sistema de carga de cajas
