Optimización del diseño para ensamblaje robótico eficiente

Automóviles, estufas, dispositivos médicos, piezas de computadora… ¿Qué tienen en común? Los robots de ensamblaje los están construyendo mientras hablamos. El ensamblaje robótico está ganando velocidad en la fabricación de bienes usados diariamente en todo el mundo. "La única forma de hacer que los procesos de ensamblaje sean rentables para la manufactura norteamericana es con robótica y automatización", dice Chris Blanchette, Gerente Nacional de Cuentas de Ensamblaje y Aeroespacial para Fanuc America Corporation en Rochester Hills, Michigan. La prueba está en el pudín ya que la Asociación de Industrias Robóticas mostró pedidos de ensamblaje aumentados en 96% comparado con el mismo trimestre del año anterior; ¡esto hizo ventas récord para la primera mitad de 2014!

Puede pensar que es arriesgado o difícil diseñar un sistema de ensamblaje robótico que funcione perfectamente para usted. No tema; ¡por eso RobotWorx está aquí! Hemos reunido los siguientes recursos para ayudarle a diseñar su próximo sistema de automatización de ensamblaje.

Identifique la Aplicación de Ensamblaje:

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Los robots de ensamblaje no han encontrado muchas aplicaciones que no puedan manejar. Ya sea soldar componentes automotrices, paletizar, dispensar, mover y sostener una pieza en su lugar para fijación, pintar, o construir un panel solar, hay un diseño de ensamblaje perfecto para usted.

Elija su Robot de Ensamblaje:

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Hay muchas configuraciones robóticas disponibles para robots de ensamblaje.

1. Robots de Seis Ejes proporcionan fuerza, flexibilidad y alcance óptimos para completar la tarea deseada. Son robots compactos, altamente diestros y ágiles para enganchar ensamblajes desde todos los ángulos. Juegan un papel cada vez mayor en el espacio de ensamblaje. Recomendamos el Fanuc R-2000iA/165F o el Motoman HP6.

2. Robots SCARA significan "Selective Compliant Assembly Robot Arm". Son robots de 4 ejes ideales para ensamblaje de alta velocidad. Obtienen su nombre ya que el brazo es selectivamente complaciente en dirección X-Y pero rígido en dirección "Z" para ayudar con muchos tipos de operaciones de ensamblaje, como insertar un pasador redondo en un agujero redondo sin atascarse. RobotWorx recomienda el Motoman HM-20-1000 o el KUKA KR 10.

3. Robots Delta tienen cargas útiles menores, pero aceleración y velocidad inigualables. Se asemejan a una araña montada en el techo ya que los motores en la base mueven los tres brazos vinculados. Sus ejes mecánicos principales actúan en la placa frontal del robot en paralelo en lugar de en serie, lo que le permite ser rápido y preciso. Velocidades de 10 milímetros por segundo son típicas mientras también acomodan repetibilidad mejorada en la punta de la herramienta, lo que significa que es perfecto para ensamblaje de piezas pequeñas. Uno de nuestros mejores robots Delta es el Fanuc M3iA/6s o el Motoman MPP3.

4. Robots de Doble Brazo han ayudado a facilitar aplicaciones complejas de ensamblaje haciendo tareas como sostener una pieza e insertar otra en ella. Para piezas o componentes flexibles, como tubos y mangueras, los brazos dobles pueden trabajar juntos para simplificar el utillaje y permitir que la aplicación se haga de manera más simple. Un Doble Brazo que recomendamos es el Motoman DIA10.

5. Robots Colaborativos son un área emergente rápida de robótica industrial que también entra en el espacio de ensamblaje. Están especialmente diseñados para operar junto a compañeros humanos en una línea de ensamblaje sin necesidad de barreras de seguridad. Eche un vistazo al Fanuc CR-7iA o los robots colaborativos de Universal Robot que ofrecemos.

Elija su Software de Ensamblaje

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El software de visión artificial disponible hoy es increíblemente beneficioso para guiar robots a ubicación precisa de piezas e inspección. Además, la detección de fuerza equipa a los robots de ensamblaje con el sentido del tacto en los 6 grados de libertad. Mide las fuerzas y torque aplicados en el EOAT y ofrece retroalimentación al sistema de control del robot para control de movimiento híbrido fuerza-complacencia del utillaje de extremo de brazo. Estas opciones están transformando líneas de ensamblaje y salas blancas.

Considere electrónicos cuyas tolerancias de ensamblaje se están volviendo más ajustadas a medida que las piezas se hacen más pequeñas. La precisión, consistencia y costo mínimo requeridos hacen del ensamblaje robótico una parte crítica del proceso de producción.

"La gente no puede hacer las tareas realmente finas que se requieren para ensamblar dispositivos móviles de próxima generación o wearables", dice Rush LaSelle, Director de Automatización en Jabil Circuit Inc. "Los ciclos de vida de productos no son lo suficientemente largos para soportar herramientas de máquina personalizadas."

"En nuestro mundo, en manufactura electrónica, hay soluciones robóticas y automatización flexible capaz de alcanzar el nivel de precisión que ahora podemos aprovechar de la tecnología", dice Rush LaSelle. "Las tasas laborales en China y otras partes del mundo están subiendo, y todos buscan una alternativa de menor costo."

Afortunadamente, los ensamblajes complejos y tecnologías basadas en sensores están mejorando, volviéndose más baratos y fáciles de usar. La interfaz de usuario ahora es lo suficientemente avanzada para que no sea necesario un trabajador altamente calificado. El servo visual ha permitido al mundo robótico lograr ensamblaje de precisión mejor que 10 micrones.

Elija su EOAT

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El utillaje de extremo de brazo puede comprarse estándar o personalizado para cada robot de ensamblaje para atender requisitos de manufactura. Pueden variar desde pinzas, ventosas, mandriles de 3 garras, husillos de alta velocidad, cilindros o taladros.

Un EOAT estándar es producido en masa y puede pedirse fácilmente ya que trabajamos con varios proveedores para asegurar que los clientes obtengan lo mejor disponible. Un EOAT estándar puede accederse fácilmente y no alargará el tiempo de construcción de su robot, sin embargo está diseñado para ajustarse a varios productos y puede no ser el ajuste perfecto para sus necesidades específicas.

Si elige la ruta personalizada, los ingenieros diseñando el sistema deciden qué efectores finales serían mejores para la aplicación y luego fabrican y construyen según especificación. Esto añadirá tiempo a la construcción pero en última instancia un EOAT personalizado puede producir mejor funcionalidad durante producción. RobotWorx puede contratar empresas para construir efectores finales personalizados que potencialmente puedan hacerse EOAT internamente.

Elegir el EOAT correcto puede asegurar que el tanteo se haga correctamente. Esta es una característica clave donde el robot mueve el EOAT cerca de la ubicación de ensamblaje y transiciona a tanteo donde el robot hace un patrón alrededor de la pieza donde se supone debe ensamblarse. Se mueve lenta y progresivamente, en diferentes patrones pre-programados, para hacer contacto y sentir las fuerzas, movimiento y dirección, y luego actuar según para impulsar las piezas juntas.

Lo importante es gastar el dinero en el EOAT correcto para el trabajo ya que la capacidad de detección y control son la clave.

Elija su Espacio de Trabajo

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El ensamblaje puede reducir la huella de celdas de trabajo creando sistemas complejos que combinan múltiples operaciones usando diferentes utillajes. En última instancia, una pieza producida en este tipo de sistema se ensambla y verifica, todo a la vez.

Una celda de trabajo robótica es necesaria para completar un sistema que incluye el robot, controlador y otros periféricos como un posicionador de pieza y entorno de seguridad. Las celdas personalizadas se construyen según especificaciones del cliente y permiten limitaciones y desafíos a menudo encontrados en entornos industriales. Son ideales para aplicaciones que una celda estándar no podría realizar.

Ejemplo de Ensamblaje

Los robots tienen éxito actualmente abordando muchas aplicaciones complejas de ensamblaje como ensamblar cajas de cambios para motocicletas Kawasaki. La flexibilidad para construir diferentes cajas de cambios es clave con Kawasaki con sus muchos tipos de motocicletas. Originalmente, la tarea se completaba fijando una caja de rodamientos en una superficie y una mano presionando para impulsar el rodamiento en el orificio.

El ensamblaje robótico permitió crear una celda flexible con accesorios para diferentes cajas de cambios. El diseño le permitió llevar el cárter y moverlo sobre el accesorio donde los rodamientos están montados, y sostenerlo allí mientras la prensa baja e impulsa la caja en el rodamiento. Esto permitió al robot usar control de posición para transicionar a un modo de absorción suave mientras sostiene el cárter sobre el rodamiento, y luego volver a modo de control de posición y continuar con el trabajo.

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Robots ágiles aumentados con sensores de fuerza y visión son imparables. Ver robots de ensamblaje coordinados trabajar incansablemente, con precisión, rapidez y exactitud es el reflejo de un futuro muy prometedor para la automatización.

RobotWorx, integrador certificado para Fanuc, Motoman, ABB, Universal Robots y KUKA, y trabaja con clientes para construir estos ensambladores robóticos regularmente. Nuestro equipo de ingenieros, técnicos y vendedores trabajará con usted para seleccionar el robot de ensamblaje, efector final, controlador y paquete de seguridad adecuado para las necesidades de su aplicación y requisitos de espacio de su instalación.