Ocho empresas presentan sus nuevos desarrollos en robots para inyección

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La automatización del proceso de moldeado de inyección ha tenido un incremento escalonado desde sus inicios, cuando las piezas formadas eran simplemente recogidas de la máquina inyectora y colocadas en una banda. El robot de hoy en día maneja tareas infinitamente más complicadas. Sin embargo, cualquier operación que pueda dejar de clasificarse como una operación estándar, es considerada como una aplicación especial de automatización y por lo tanto resulta ser más costosa y compleja.

Flexibilidad
Conair ofrece líneas básicas con características especiales de desempeño que definen nuevos estándares de flexibilidad. Considera que los avances ofrecidos en materia de robótica permiten plantear proyectos más ambiciosos, especialmente cuando se trata de reemplazar sistemas manuales actualmente en uso. El objetivo final es el de aumentar la productividad, minimizar los inventarios de productos en proceso, asegurar la calidad y reducir los costos de producción.

**B2BFOTO**Conair ha agrupado sus sistemas robotizados en equipos para recoger mazarotas y robots tipo viga, principalmente. Entre los primeros destaca principalmente las series MX con controladores PC-EIV y CD-EMQ y los equipos de la serie FX II. Estos modelos se adaptan a máquinas de inyección con fuerzas de prensado entre 20 y 550 toneladas; el tiempo de remoción de las mazarotas puede variar entre 0,6 y 1,4 segundos con tiempos totales de ciclo para la operación del robot entre 2,9 y 4,5 segundos; y la carga máxima variable puede estar entre 1,1 y 4,4 libras. El robot de la serie EX también está diseñado únicamente para remover mazarotas y puede ser montado sobre máquinas de moldeado por inyección de 10 a 450 toneladas de fuerza en la prensa. Los tiempos de extracción y de ciclo son similares a los de las series ya mencionadas; ocurre igualmente con su capacidad de carga. Para el manejo de las mazarotas, Conair también ofrece un modelo de robot montado sobre vigas: el modelo UCR 150L. Este equipo ofrece una mayor flexibilidad durante la entrega de la mazarota, llevándola a la altura de una banda de transporte o a una mesa de recepción. Otra opción consiste en entregar la pieza a un molino, en cada ciclo de la máquina, lo cual puede garantizar que el molino no se bloqueará si recibe las mazarotas de varias máquinas de inyección. El tiempo de remoción toma hasta 1,5 segundos y el ciclo total de entrega termina en máximo 8 segundos, por lo cual puede adaptarse fácilmente a las máquinas de moldeo más rápidas. El control del sistema es el modelo PC-EIV, que opera con contadores de tiempo digitales.

Los robots tipo viga de Conair se destacan por contar con la tecnología de Sepro. La serie 3000 de robots montados sobre vigas opera sobre máquinas de inyección de tamaños entre 20 y 5000 toneladas de fuerza en la prensa. Los motores pueden ser activados por medios neumáticos, eléctricos o con sistemas servo, de acuerdo con el modelo que se escoja. La capacidad de carga varía entre 4,4 y 187 libras de peso. Entre las acciones que desempeñan están las de remoción de partes terminadas, colocación múltiple, remoción de alta velocidad, apilamiento, empacado en cajas, colocación de piezas en insertos, operación en una celda única o en aplicaciones que requieran mayor flexibilidad, de acuerdo con las necesidades. Tienen la opción de contar con dos brazos de extracción para operar con máquinas de inyección de tres placas.

Otra opción es el montaje sobre vigas de corredera como ocurre con los modelos PIP 3260 y 3270, adecuados para celdas de mayor tamaño. Estos modelos operan con el control S900 II, que es capaz de manejar dos brazos simultáneamente. También se ofrece la posibilidad de contar con entrada lateral en el modelo PIP 3440, que puede trabajar a velocidades muy altas para remover partes terminadas. Adicionalmente, este modelo puede contar con un mayor número de ejes de movimiento para realizar el trabajo de empacado en cajas. Otro tipo de instalación con la serie 3000 es el de viga paralela al eje axial de la máquina de inyección, aunque están disponibles otras opciones de ejes.

Los robots tipo viga de la serie SR 4000 pertenecen a la IV generación de la tecnología de Sepro. Pueden operar sobre máquinas de moldeado por inyección de hasta 1000 toneladas de fuerza en la prensa, cargando pesos hasta de 26,4 libras. Se ofrece la opción de contar con brazos directos, telescópicos, de bajo peso o baja altura, que pueden operar a altas velocidades, permitiendo la remoción de partes con movimientos en tres dimensiones en tiempos que llegan a ser hasta de 0,98 segundos. La generación IV de Sepro es un sistema de tres ejes operados con motores servo y se presentan en una variedad de distancias de movimiento y capacidades de carga. La pantalla de comando es de tipo táctil, totalmente programable y de visualización fácil. Cuenta con bujes de movimiento lineal patentados bajo la sigla SLS, los cuales operan libres de mantenimiento. El nuevo paquete de control denominado Visual, proporciona la posibilidad de obtener recorridos más largos de los brazos y un mayor control de la velocidad, comparado con modelos anteriores. El nuevo diseño del marco del robot asegura un aumento de la aceleración del brazo en el eje vertical, en recorridos que ahora cubren distancias entre 900 y 1750 mm.

Los robots de Conair pueden integrar sistemas de visión para la inspección de defectos cosméticos, atributos dimensionales y determinación de otras características de las partes. Estos sistemas detectan y califican las propiedades de los productos antes de que se muevan a través del proceso de moldeado, eliminando la acumulación progresiva de los productos defectuosos en la línea de manufactura.

Otra función que puede realizar este tipo de robots es el empaque de los productos en cajas y bandejas, y el apilamiento separado de partes; operaciones secundarias que pueden resultar costosas si se realizan por otros medios.

La colocación de aditamentos en los insertos es una tarea adicional que pueden desarrollar. Los insertos mecánicos, tales como piezas de sujeción, varillas y contactos eléctricos en posiciones horizontales y verticales son algunos de los elementos que pueden ser manipulados por medio de robots, junto con la función básica de retirar las piezas terminadas del molde de inyección. Esta aplicación de la tecnología de la robótica permite por lo tanto ahorrar un tiempo valioso y reducir daños potenciales y costosos en los moldes de inyección.

El decorado en el molde es otra función que puede ser cubierta por los robots de Conair. La introducción automática de apliques, etiquetas preimpresas y películas directamente en el molde aumenta el rendimiento de la operación de decoración de las partes, en comparación con las operaciones de impresión secundaria y rotulado tradicionales.

Los ensambles de módulos y de piezas pre-diseñadas son integrados en la celda de trabajo del robot para agregar valor al producto terminado. Entre estas operaciones se pueden mencionar las de flexión o cerrado de piezas, el ensamble de partes pequeñas, la soldadura ultrasónica y la eliminación de residuos. El aumento en la utilización del robot de remoción de partes para adicionar estas tareas se logra con controles integrados durante el ciclo de moldeado, que al final mejoran la eficiencia y la estabilidad del proceso.

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Rapidez
El nuevo robot de Remak RX51 para máquinas de inyección de hasta 400 toneladas de fuerza, tiene dos guías en cada servo eje de acción lineal y motores servo AC. Estos sistemas proporcionan 1,5 gravedades (15 m/seg_) de aceleración en dirección normal. Cada eje cuenta con un freno resistente al uso. Para reducir tiempo de remoción, la unidad de vacío está ubicada cerca a la muñeca del brazo del robot, proporcionando una respuesta de control inmediata.

La unidad de programación lleva un registro de 1.000 eventos pasados. Un sistema automático de lubricación eléctricamente controlado, puede ser ajustado para optimizar el mantenimiento del robot. Una versión de alta velocidad para la remoción de piezas planas está disponible, así como también el equipo de "clase alta" S, que maneja cargas hasta de 3,2 kg de capacidad en movimientos verticales de 100 mm.

Remak piensa que este robot puede ser el más rápido del mercado para remover bebederos de inyección; ofrece un tiempo de remoción de menos de 0,3 segundos. La unidad RX para recoger y colocar tiene ahora una extensión de movimiento en el eje X de 75 mm, lo cual permite manejar bebederos largos. Un sistema de bujes recientemente rediseñados reducen el desgaste de los ejes, y sistemas de impulsión neumática proveen movimientos más rápidos.

La función denominada multiservo RX32 ahora puede ser usada en espacios reducidos de 480 mm de altura. Las partes removidas por el robot pueden ser colocadas debajo del eje central la máquina.

Herramientas de fin de brazo
Un nuevo rango de herramientas para el extremo de los brazos de los robots fue producido por Nickerson de Europa, en colaboración con ATM Automation, y está disponible a través de Nickerson. Los brazos de agarre, como lo explica Nickerson, se hacían normalmente en acero y latón en combinación con aluminio, pero sufrían desgaste después de un uso prolongado, haciendo que el brazo se pegara en una posición dada.

La compañía cree que revistiendo el aluminio de las áreas móviles completamente en teflón se puede superar esta la dificultad. El problema de atascamientos o de liberación prematura causado por la falla de los resortes internos es superado implementando un sistema de aire comprimido de acción doble.

Nuevas unidades de liberación rápida facilitan el cambio de las cabezas en unos cuantos segundos, incluyendo la sincronización de los componentes, la conexión al servicio de aire y una conexión eléctrica opcional. Nickerson ofrece aditamentos para el extremo de los brazos de los robots, y servicios de manufactura y montaje a partir de muestras de componentes o de planos de diseño.

Sistemas de celdas
Las posibilidades de integración de los sistemas de seis ejes con los robots de viga han sido demostradas en varias instalaciones de Wittmann en Inglaterra, así como en los negocios que ha realizado su compañía hermana de Austria, que también instala equipos de seis ejes de Toshiba y Kawasaki.

La mayor parte de las soluciones con base en celdas cuenta con robots de Wittmann, tipo lineal, controlados por programas CNC que remueven los productos moldeados de los moldes. Los robots de seis ejes de Toshiba normalmente se instalan en líneas de ensamble, insertado en el molde, inspección, medición y empacado. En estos casos se instalan también alimentadores, bandas de conducción y cámara de inspección. Los robots de seis ejes de Kawasaki se usan en operaciones tales como la inspección con sistemas de visión especializados, al final de las líneas de producción en procesos de empacado.

El mejoramiento de la velocidad de operación y el tiempo del ciclo son a menudo las razones por las cuales se implementa la combinación de los robots de viga con los sistemas de seis ejes. Una celda puede constar de un robot de viga accionado con motores servo de Wittmann, un robot Toshiba de seis ejes, un sistema anidado y una banda transportadora. El robot de viga toma los productos moldeados de un ciclo y los coloca sobre una mesa de apilamiento. El robot de seis ejes toma entonces los productos y los alinea correctamente dentro de las cavidades de una estiba especialmente diseñada y colocada en una banda transportadora adyacente; cuando esta estiba ha sido llenada, se libera de forma automática al final de la banda transportadora. Aquí se requiere la presencia de un operario para colocar la caja dentro de una bolsa protectora. En este momento se instala la siguiente estiba vacía, lista para cargar. Los ahorros percibidos con este tipo de montaje pueden llegar a ser del 30%, de acuerdo con información de Wittmann sobre experiencias tenidas en la industria automotriz.

El sector automotor es líder en la aplicación de sistemas de celdas, pero la industria de los empaques y los fabricantes de productos electrónicos también son usuarios reconocidos, como lo explican representantes de Wittmann. Además, ven con interés el crecimiento que está ocurriendo del uso de las celdas de robots entre los fabricantes de componentes médicos.

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Menos peso, más control
Una nueva generación de robots de alto desempeño, serie Compact, de Wittmann de Austria y de Hungría se ofrecen ahora en el mercado a un precio que es entre un 10 y un 15% menor al que se ofrecía anteriormente. Entre las mejoras se incluye un peso inferior, y con esto, un menor consumo de energía y áreas de ocupación más pequeñas. Ofrecen también un controlador con microprocesador mejorado, además de ergonomía y operación segura mejoradas.

La nueva serie puede manipular cargas útiles hasta de 20 kg y puede ser accionada ya sea por motores de frecuencia o de tipo servo. Los nuevos robots también usan un nuevo sistema de bujes que requiere ser engrasado con menor frecuencia. Un microprocesador autónomo ofrece un desempeño mejorado a costos inferiores.

Debido al menor requerimiento de espacio del nuevo microprocesador de control, éste puede ser instalado en un cajón deslizante ubicado en la viga horizontal del robot sobre el eje Z. No existe por lo tanto ninguna necesidad de un gabinete de control externo al robot o junto a la moldeadora. La viga horizontal cuenta con una sección transversal más grande que le da estabilidad al robot y minimiza las vibraciones.

Una característica de seguridad adicional es la habilidad para separar el sistema de parada de emergencia del control manual, lo cual impide la ocurrencia de cambios en el programa del robot. La unidad de parada de emergencia provee todas las funciones básicas, como son el reinicio y parada automáticos.

Además de la programación de los movimientos de robot y sus funciones, el controlador habilita la programación de los equipos ubicados aguas abajo empleando textos claros, para proveer un control completo del sistema de automatización como un todo. Los programas son guardados en las tarjetas con memoria del controlador.

Una nueva generación de control CNC de soporte manual, el CNC 6.2, está también disponible y con su implementación se alcanza el siguiente nivel de operación simplificada. Esta nueva versión de control cuenta con una pantalla táctil. Los modelos W602 y W611 M(D) para recoger y depositar productos cuentan con mejores sistemas de guía, cubiertas desmontables para un mantenimiento más fácil, bases reforzadas y nuevas cubiertas en el eje X con mejores bisagras, ofreciendo economía de espacio, y mejorando los mecanismos de los bujes y conexiones motrices. También se han hecho cambios en los robots modelos W613 a W673 CNC, incluyendo ejes Y y telescópicos más rápidos, nuevos controles de vacío y opciones de modelos de bloques para bujes.

Rotulado en el molde
Otras innovaciones en automatización de Wittmann incluyen los avances en rotulado en el molde, los cuales han venido siendo empleados por varios clientes de la industria alimentaria que empacan productos a alta velocidad. Una contribución principal de Wittmann a sus asociados es el diseño y configuración de la automatización de los sistemas para colocar etiquetas y para el manejo de los moldes. El proceso comienza cuando el cargador diseñado por Wittmann recoge las etiquetas de una pila y las transfiere a alta velocidad a un sistema de agarre. Tan pronto como el molde de inyección se abre, los sujetadores del robot toman los productos moldeados e insertan simultáneamente las nuevas etiquetas en las cavidades vacías. El sistema de agarre se retrae del área del molde con una aceleración de hasta 7 gravedades y el molde se cierra para iniciar el ciclo siguiente. Entretanto otro módulo del sistema apila de forma automática los productos moldeados, colocándolos sobre una banda transportadora de paso. Estas operaciones se pueden realizar a velocidades máximas que permiten hacer extracciones en tiempos tan cortos como 0,8 segundos.

Schöttli es una empresa asociada con Wittmann que se dedica a diseñar herramientas específicamente para el uso en operaciones de insertado de etiquetas en el molde, IML. Estos diseños incluyen las ubicaciones y esquemas de los conectores, guías, elementos de impulsión y puntos de inyección, configurados con los conceptos del proceso IML en mente.

Una celda de Wittmann/Schöttli típica para una máquina de inyección produciendo artículos para el empacado de lácteos en un molde de pilas consiste de una máquina de inyección con una fuerza en la prensa entre 100 y 500 toneladas, rodeada por una estructura de acero para proveer la rigidez necesaria y estabilidad mecánica. La celda puede contener, bajo estas condiciones, dos robots modelo W627HSS con capacidad para trabajar alternativamente con un molde sencillo, un molde de un solo lado o con apilamientos. Otro robot de tres ejes se requiere para trabajar en dos bandas transportadoras.

Tal sistema es capaz de producir partes moldeadas enteramente rotuladas sin necesidad de aplicar trabajo manual. El tiempo promedio de los ciclos del molde es cerca de 5 segundos, en casos similares al descrito aquí de acuerdo con información de Wittmann.

Precisión
Apex Robot Systems lanzó al mercado un robot de bajo costo, con guías servo. Los robots de la serie SB son máquinas CNC de tres ejes, diseñadas para ser usadas en máquinas de moldeado por inyección en el rango de 80 a 1.000 toneladas de fuerza de cerrado en la prensa. Están disponibles para operar con movimientos en el rango de 700 a 1.400 mm. Apex asegura que las guías de los ejes de esta serie están endurecidas y son fabricadas con precisión, lo cual, acoplado con los motores servo de alta exactitud, garantiza una tolerancia en la posición del robot de 0,1 mm. Esto hace que la serie sea adecuada para aplicaciones complejas tales como inserción en cavidades, apilado e interacción con otros equipos colocados aguas abajo de la máquina de inyección. La serie SB viene con muchas características avanzadas y es ideal para aplicaciones de inserción en las cavidades del molde, remoción de productos, realización de secuencias complejas de apilamiento de productos, control de calidad e interacción con equipos auxiliares al proceso de inyección, tales como impresoras.

Los programas de los robots de esta serie están en capacidad de hacer inspecciones de calidad, rechazar las partes defectuosas y realizar conteo de ciclos. Estos robots pueden realizar varios movimientos de manera simultánea para efectos de reducir el tiempo de los ciclos, y las características de seguridad incorporadas evitan la ocurrencia de daños en caso de que, por ejemplo, se pierda presión en la línea de aire. Cada robot Apex viene con un sistema de cambio rápido del extremo del brazo y las herramientas pueden ser ajustadas con facilidad empleando sistemas de succión.

Apex construye la mayor parte de las piezas que instala en sus robots con el objeto de mantener el control sobre el costo y la calidad de los mismos. La manufactura en "casa" se ha extendido recientemente para producir sus propias cajas de engranajes planetarios, que también están encontrando aplicaciones en otros sectores de la industria. A pesar de esto, Apex afirma que continuará especializándose en la fabricación de robots para el moldeado por inyección únicamente.

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