Los robots dan calidad al corte

Robot de FANUC r2000Robot de FANUC r2000

La industria y la fabricación se modernizan y agilizan con el uso de la robótica. Una de las tecnologías que más está favoreciendo el incremento de la calidad y la seguridad en la producción es la que emplean los robots de corte por láser, por ultrasonidos, con agua a presión… Pero ¿cómo trabajan y qué ventajas aportan?

Los robots de corte son equipos que se adaptan a líneas de producción o ensamblaje de multitud de factorías con el fin de cumplir la función para la que han nacido: cortar cientos de materiales: cuero, cartón, espuma, melamina, madera, fibra de vidrio, plástico, acero, metales, alimentos, etc.

En la industria auxiliar del automóvil, por ejemplo, a la hora de producir los múltiples componentes que se necesitan, está a la orden del día disponer de unidades robotizadas para efectuar las operaciones de corte. Son robots que se han integrado a la perfección en los procesos productivos. También en las plantas del sector de la alimentación, donde piezas de carne y embutidos son cortados gracias a estas máquinas que funcionan solas.

Juan José Coronado es gerente de Vicosystems, una compañía especializada en procesos automáticos y robótica al igual que en máquinas de corte. Según sus palabras, “los robots de corte han sustituido a las máquinas de troquelado y ejes cartesianos y a la mayoría de personal que manipula esta maquinaria”. Las ventajas para la industria son muchas: “Polivalencia; presentan una total disponibilidad las 24 horas del día; pueden realizar múltiples formatos de corte sin necesidad de hacer cambios en la herramienta o en el robot; precisión; bajo coste de mantenimiento; y reducción de espacios, entre otras”, enumera Juan José Coronado.

Tecnologías
Las metodologías y sistemas de corte existentes son muy variados: con agua, por láser, por plasma, por ultrasonidos, con disco…. Cada uno está indicado para un tipo de necesidad concreta.

<em/>Estructura de un robot de corte. Fuente: FANUC” title=”partes-robot-fanuc1″ width=”290″ height=”300″ class=”size-medium wp-image-1044″ /><p class=Estructura de un robot de corte. Fuente: FANUC

Juan José Coronado detalla que, “el corte por ultrasonidos es muy habitual, al igual que el corte por láser, el cual se emplea principalmente en la industria auxiliar del automóvil, en la industria plástica y en alimentación”. Por ejemplo, añade Coronado, “la moqueta o el plástico con tela para fabricar las puertas de los automóviles se cortan con tecnología láser. No obstante, para cortar plásticos se utilizan los ultrasonidos porque en este material no dejan rebabas, al contrario que el láser”. Igualmente, apunta Juan José Coronado, “la técnica de los ultrasonidos destaca por su bajo consumo y por la limpieza del corte, por lo que es muy usada, pongamos por caso, en pastelería o sólo para marcar”. El sistema consiste en que un útil, diseñado a medida según el material y el tipo de corte que hay que efectuar, se adapta a la muñeca de un robot, que lo hace vibrar a una alta frecuencia produciendo calor. Ese calor es el que quema y corta.

Por su parte, el láser pulsante es ideal para aplicaciones donde se requiera la menor cantidad posible de calor aportada, con el fin de preservar las propiedades de los materiales procesados. El láser emite el mínimo calor a la pieza sobre la que se trabaja, no requiere un contacto mecánico con ella y permite un trabajo de elevada exactitud en las medidas.

Cuerpos mixtos
Muchos fabricantes de robots se han especializado en crear cuerpos a los que se les adapta multitud de herramientas en su muñeca, y una de ellas puede ser la encargada de cortar. De este modo, un mismo cuerpo se utiliza para diversas funciones como ocurre con las series de robots Fanuc LR Mate, M-10iA, M-16iB y M-710iC. La mayoría de los modelos que comprenden estas gamas están dotados de seis ejes. Cuentan con una capacidad máxima de carga en muñeca que oscila entre los 5 y los 70 kg. Y tienen un alcance máximo de hasta 3.110 mm, siempre dependiendo de cada unidad.

Corte por láser
En cambio, otros fabricantes como Robot Technology sí que han creado un robot que sirve en exclusiva para cortar. Se trata del Robocut, una unidad de corte que en este caso se ha basado en la tecnología láser especialmente diseñada para operar con plástico o metal. Tal como apuntan desde este fabricante, la máquina dispone de un sistema de láser integrado con una potencia opcional desde los 100 a los 600 W. Fuentes de la compañía explican que con el láser de CO2 se pueden completar más de 15.000 horas de trabajo sin tener que reponer el gas. El láser de diodo integrado de larga potencia facilita la calibración del haz y resulta de gran ayuda para la programación del corte.

<em/>Corte por plasma en una pieza de acero realizado por un robot del fabricante Kuka.” title=”ap8646″ width=”300″ height=”300″ class=”size-medium wp-image-1038″ /><p class=Corte por plasma en una pieza de acero realizado por un robot del fabricante Kuka.

En particular, la base del Robocut es el modelo IRB 4400 de ABB, sobre el que se ha montado la herramienta o el eje que incorpora el láser. En total presenta cuatro o cinco ejes de rotación ilimitada, lo que ofrece una excelente accesibilidad a las piezas que se han de cortar y puede emplearse en múltiples aplicaciones con una obvia reducción de los ciclos. Dicha accesibilidad se incrementa con un inyector de corte por láser extremadamente delgado. Este inyector se programa para alcanzar diferentes longitudes con la finalidad de ajustarse a la distancia a la que se encuentra la zona concreta de la pieza de trabajo sobre la que hay que realizar el corte.

Tal como relatan desde Robot Technology, este modelo se ha convertido en una unidad de trabajo muy útil para la industria del automóvil en la que han de efectuarse multitud de piezas en plástico. Además, el corte por láser robotizado ofrece nuevas posibilidades en el conformado.

Del CO2 al H2O
Otra fuente de la que se sirve la industria para cortar es el agua. Con ella es posible cortar cualquier material y de un espesor mayor al que puede enfrentarse la tecnología láser. El sistema basado en el agua consiste en la expulsión de un chorro de pocos milímetros de diámetro a alta presión, en concreto a una presión que supera los 4.000 bares. Y en función de la dureza del material que se deba cortar… ya que el agua puede mezclarse con una arena abrasiva para aquellos que presentan una mayor resistencia. Aparte de metal y plástico, con la tecnología empleada cabe la posibilidad de cortar vidrio, mármol, granito, cerámica, acero, titanio… buscando una menor o mayor perfección en la operación dependiendo del acabado final deseado. El chorro de agua corta en frío y por erosión, produciendo una muy buena calidad en los bordes de los materiales cortados, sin zonas afectadas por la inducción del calor o por el desgaste mecánico. Además, con la operación no se crea polvo ni se contamina el aire.

<em/>Robot de corte por agua a presión, que se ocupa de realizar piezas, diseñado e instalado por Kuka en una factoría del sector de la automoción.” title=”ap7343″ width=”300″ height=”300″ class=”size-medium wp-image-1037″ /><p class=Robot de corte por agua a presión, que se ocupa de realizar piezas, diseñado e instalado por Kuka en una factoría del sector de la automoción.

Un disco robotizado
Desde Proingesa, su gerente, Ángel de Miguel Navares, relata un caso práctico en el que se ha llevado a cabo la puesta en marcha de un robot de corte por disco endurecido de acero. Esta compañía se dedica a la fabricación de máquinas especiales a medida y al desarrollo y puesta en marcha de instalaciones llave en mano en sectores como el de automoción, siderúrgico, aeronáutico, etc.
El escenario fue una fundición en la que era necesario automatizar las operaciones de rebarbado, es decir, la eliminación o corte de las rebabas o coladas de las piezas realizadas.
Versatilidad
“Lo que hemos hecho ha sido acoplar a la muñeca de un robot una garra con un disco, que además se ha diseñado con unas dimensiones muy reducidas para trabajar con piezas pequeñas y en zonas de difícil acceso”, detalla Ángel de Miguel. Además, continúa, “se ha aprovechado el motor que hace posible que la muñeca del robot gire para que también lo haga el disco de corte”. De este modo, asegura, “el equipo se ha convertido en una unidad muy versátil que permite cortar con la forma que se quiera la pieza, tan sólo posicionándola fija sobre una mesa de trabajo”. El robot es el único que se mueve, ni la pieza ni el operario. Este trabajo se hacía antes por radiales manipuladas por el personal, lo que lo volvía “muy penoso y difícil”, concluye Ángel de Miguel.