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El montaje es una parte importante de los procesos industriales. Es el penúltimo paso donde los componentes de un producto que se han producido por separado se juntan para completarlo. Es un proceso decisivo que a menudo marca la diferencia entre productos que pasan la prueba de calidad y unidades rechazadas.
Dada la importancia de un correcto montaje, es fundamental que se realice con gran precisión. Las fábricas, en cambio, prefieren que se haga rápido para ahorrar costes y mantener un alto ritmo de producción. De esta necesidad surgió robots de montaje. Si está considerando invertir en algunos, aquí tiene una guía con todo lo que necesita saber sobre por qué y cómo se pueden aplicar.
¿Qué son los robots de línea de montaje?
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Un robot de línea de montaje es una máquina programada que se utiliza para unir partes constituyentes de un producto en uno solo. En comparación con el trabajo humano, los robots de montaje son rápidos y tienen una precisión mecánica que los seres humanos tal vez no sean capaces de alcanzar. Otros factores, como su capacidad para manejar cargas útiles más elevadas al ensamblar piezas grandes, también hacen que los robots de ensamblaje sean fundamentales en la fabricación.
Un robot de montaje se compone de las siguientes partes:
Brazo robótico de línea de montaje: es un manipulador flexible que se utiliza como sustituto del brazo humano para levantar y colocar las piezas que se ensamblan. Este tipo de brazos robóticos están diseñados con diferentes capacidades de carga útil y alcance para que sean adecuados para ensamblar diferentes productos.
efector final- un efector final es una herramienta fijada al extremo de un brazo robótico de ensamblaje para permitirle recoger las piezas que se van a ensamblar. Varían en diseño según la pieza. Los ejemplos incluyen pinzas, dispensadores de adhesivo y herramientas de succión utilizadas para manipular vidrio.
Sensores: los sensores guían a los robots de ensamblaje detectando parámetros como cuánta fuerza deben aplicar al instalar una pieza o cómo deben posicionarla.
Sistemas de visión- sistemas de visión Por lo general, se instalan cerca del final de un brazo robótico de ensamblaje. Ayudan a hacerlo más preciso, ya que permiten que el brazo robótico "vea" la pieza y dónde colocarla.
¿En qué consisten los sistemas de ensamblaje robóticos?
A sistema de montaje robótico Comprende una serie de robots de línea de montaje que trabajan en conjunto para ensamblar unidades de productos. Esto suele ser aplicable cuando un producto tiene diferentes tamaños y formas de componentes porque requerirían ser manipulados por diferentes robots de ensamblaje. Un tipo de sistema transportador pasa la unidad que se está ensamblando de una etapa de ensamblaje a la siguiente.
Un ejemplo de esto sería el montaje de vehículos. Piezas como los asientos de los automóviles y los parabrisas no pueden ser manipuladas de manera eficiente por el mismo robot. Así, un conjunto de robots instalaría el asiento del vehículo y, más abajo en el sistema de montaje, otro conjunto de robots de montaje instalaría el parabrisas.
Si bien todos los robots de un sistema de ensamblaje están diseñados para el ensamblaje, es posible que no sean necesariamente idénticos. Sus cargas útiles y alcance pueden diferir según las piezas que manipulan. Los efectores finales con los que están equipados también se eligen para que coincidan con su tarea.
Tipos de robots de línea de montaje
Los diferentes tipos de robots son adecuados para tipos únicos de procesos de ensamblaje. Esto se basa en cuántos grados de libertad tienen y las cargas útiles que pueden manejar. Los principales tipos de brazos robóticos utilizados como robots de montaje incluyen:
Robots SCARA
Robots SCARA Son flexibles en el eje XY y rígidos en el eje Z. Esto los hace ideales para procesos de ensamblaje en los que pueden tomar piezas de un lado y ensamblarlas del otro a lo largo de un plano paralelo. Cubren una amplia zona de trabajo cilíndrica y pueden manejar cargas útiles considerables. Otras ventajas de utilizar un robot SCARA para el montaje incluyen:
Alta velocidad porque sus brazos compactos soportan menos torque
Tienen alta precisión y repetibilidad.
Pueden manejar piezas pequeñas de forma eficaz.
Robots delta
robots delta Consta de tres brazos robóticos en forma de triángulo montados sobre una base y cada brazo es impulsado por su propio servomotor. Cuando se aplica un robot delta en una línea de montaje, se monta en lo alto. Esto proporciona más estabilidad a los brazos del robot y reduce la cantidad de torsión que experimentan al levantar piezas durante el montaje. Como resultado, funcionan extremadamente rápido y son muy precisos, especialmente cuando están equipados con sensores.
Dada su estructura, los robots Delta sólo pueden manejar pequeñas cargas útiles. Quizás esta sea la razón por la que recientemente se han empezado a utilizar en las cadenas de montaje. Aun así, son muy eficientes a la hora de montar pequeños componentes como pantallas de móviles o fundas, entre otras cosas.
Robots articulados
Brazos robóticos articulados. Tienen múltiples articulaciones de revolución que les permiten flexionarse en diferentes direcciones. Esta gran flexibilidad se aprovecha cuando se utilizan en procesos de montaje complejos. Son particularmente efectivos cuando es necesario girar o maniobrar piezas durante la instalación.
Debido a las múltiples articulaciones de su estructura, los brazos robóticos articulados son ligeramente más lentos en comparación con otros robots. Sin embargo, lo que les falta en velocidad lo compensan siendo capaces de manejar cargas útiles pesadas, cubrir grandes áreas de trabajo y extender la mano por encima y por debajo para instalar piezas. También se puede hacer que sean aún más eficaces equipándolos con sistemas de visión.
Aplicación de Robots en Ensamblaje
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Las líneas de montaje difieren de una industria a otra en términos de las piezas que se ensamblan y otros procesos involucrados. En consecuencia, se aplican diferentes tipos de robots de montaje de forma única en cada tipo de línea de montaje. Los siguientes son ejemplos de cómo se aplican los robots de ensamblaje.
Ensamblaje de micropartes electrónicas: las partes internas de los dispositivos electrónicos comprenden una serie de micropartes que serían difíciles de seguir para el ojo humano. Son aún más difíciles de ensamblar, especialmente en configuraciones complejas como placas de circuitos. Por lo tanto, es más efectivo utilizar robots de ensamblaje como SCARA y robots delta que pueden manipular piezas pequeñas con facilidad y precisión.
Ensamblaje de automóviles: los automóviles están formados por cientos de piezas que varían en tamaño. Por lo tanto, el ensamblaje de automóviles se realiza mediante un sistema de ensamblaje robótico en el que se instalan diferentes piezas por etapas. Dada la cantidad de maniobras necesarias para llegar al interior de la carrocería de un automóvil e instalar las piezas, los brazos robóticos articulados son los más utilizados para este tipo de ensamblaje.
Montaje adhesivo – este es un tipo de ensamblaje en el que las partes de un producto deben unirse utilizando adhesivo industrial. Puede ser peligroso para el personal humano inhalar dichos vapores o si su piel entrara en contacto con dichos adhesivos. Por este motivo, se pueden utilizar robots de montaje como SCARA para dispensar el adhesivo, mientras que otro equipado con una pinza puede unir las piezas más adelante en la línea de montaje.
Montaje en salas blancas: los dispositivos médicos, como las prótesis de cadera y los instrumentos de tratamiento, deben fabricarse en entornos estériles y con gran precisión. Los brazos robóticos esterilizados y con protección contra la entrada para facilitar la limpieza son adecuados para este tipo de producción. Es mucho más fácil mantener las condiciones estériles a su alrededor y, a diferencia de los humanos, no necesitan equipos sanitarios todos los días.
Ventajas de los robots de montaje
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Alta velocidad: cuanto más tiempo se tarda en ensamblar una unidad de producto, mayores son los costos de producción. Además, los tiempos de producción prolongados pueden retrasar la cadena de suministro. Los robots de ensamblaje trabajan mucho más rápido que la mano de obra humana y mantienen la línea de producción en funcionamiento durante todo el día.
Precisión: las piezas mal ensambladas dan como resultado un producto de mala calidad en general. Por ejemplo, una válvula de tubería que está ensamblada de manera muy apretada podría terminar teniendo fugas cuando llega al consumidor. La precisión mecánica de los robots de ensamblaje elimina este tipo de errores de producción.
Rentabilidad: un robot de ensamblaje ensambla los componentes de un producto con mayor rapidez y precisión que unos pocos trabajadores humanos. Si bien el costo inicial de un robot puede ser alto, a largo plazo es mucho más económico que una factura salarial abultada y recurrente. Menos errores también reducen el desperdicio, lo que también le permite ahorrar dinero en la producción.
Estandarización de la calidad: la alta repetibilidad de los robots de ensamblaje produce productos terminados que son idénticos en diseño y calidad. Esto es importante porque le da consistencia a sus productos en lugar de depender del trabajo humano, donde cada trabajador tiene diferentes niveles de habilidades.
Mayor seguridad: los procesos de montaje pueden resultar riesgosos para el personal de muchas maneras. Levantar componentes pesados, aplicar adhesivos, unir piezas con clavos y otros procesos similares pueden salir mal en cualquier momento. Al asignar estas tareas a robots de montaje, los trabajadores pueden asumir responsabilidades más seguras, más gratificantes y menos extenuantes.
Desventajas de los robots de montaje
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Pérdida de empleo: cuando las tareas que en un principio se hacían manualmente se automatizan, algunos empleados pasan a otros puestos, pero la mayoría acaba siendo redundante. Esta pérdida de medios de vida es la razón por la que muchas personas se muestran reacias a la idea de que la robótica avance más de lo que ya lo ha hecho.
Cuestiones de seguridad: los robots de montaje de piezas grandes, como las que se utilizan para aparatos electrónicos o vehículos de gran tamaño, requieren un amplio espacio en el suelo, no solo para su colocación, sino también por razones de seguridad. robots colaborativos Con sensores de seguridad, sería peligroso para los trabajadores trabajar cerca de robots de montaje. Pueden ocurrir colisiones y otros accidentes en cualquier momento si no se mantiene una distancia segura. Esto también puede impedirle incorporarlos si su fábrica no es grande.
Altos costos de inversión: los beneficios de los robots de ensamblaje son innegables, pero sus costos también pueden ser bastante altos. Estos costos no solo incluyen los costos de compra, sino también los de mantenimiento regular y las pérdidas incurridas durante tiempos de inactividad inesperados.
Conclusión
Hay mucho que ganar invirtiendo en robots de montaje. Sin embargo, los beneficios sólo se pueden obtener si elige el robot adecuado para su configuración. Encontrar un certificado fabricante de robots de montaje que ofrece unidades duraderas de alta calidad también podría hacer que su transmisión se convierta en un ensamblaje automatizado mucho más fluido.