Los robots de manipulación ganan peso

Los robots de manipulación o carga y descarga han resuelto un gran problema al que se enfrenta la industria a diario: el peso de los materiales. En muchos procesos de producción, de ensamblaje, logísticos… es necesario operar con algunos que alcanzan varias toneladas de peso y que, por tanto, las personas no son capaces de manejar.

En nuestro país, la Asociación Española de Robótica y Automatización Tecnologías de la Producción (AER-ATP) se ocupa de recopilar toda la información relativa a los robots. Todavía no dispone de las cifras de 2007, pero las del ejercicio anterior son bastante representativas: en 2006 se instalaron 2.527 unidades, de las cuales el cometido de 898 era la manipulación y carga o descarga de materiales. Este número, al igual que el total existente en España con esta misma finalidad (9.283), es realmente significativo; supera con creces a los robots utilizados en otros desempeños como el montaje y el desmontaje (1.009), los destinados a las salas blancas (554), al corte (500) o al pintado y aplicaciones (1.018). Eso sí, no alcanza a los empleados en operaciones de soldadura, que son los protagonistas de la industria con 13.251 robots.

Cometidos
Lo normal es que los robots de manipulación se ocupen de tareas repetitivas de manejo de cargas, aplicaciones de paletizado o movimientos de unidades pesadas. La industria en la que se instalan es la que determina sus funciones concretas. Las que más se llevan a cabo son operaciones de clasificación, encajado o asistencia a máquinas, entre otras.

IRB 6600 de ABB

Según Ángel de Miguel Navares, gerente de la ingeniería Proingesa, “precisamente porque las cargas son pesadas y las operaciones son muy repetitivas no las pueden realizar las personas. Además, a veces se trata incluso de productos peligrosos, con lo cual es una garantía que los manipulen los robots”. Por otro lado, Roger Nadal, marketing manager de FANUC Robotics Ibérica, apunta que este tipo de robots “también pueden controlar el resto de la periferia como cintas de entrada o salida de material. Es decir, son capaces de llevar a cabo funciones básicas de PLC”.

Nuevas funciones
Tal como menciona Carmelo Gómez, responsable de ventas en industria general de la división de robótica de Asea Brown Boveri (ABB), “el campo de aplicación de los robots de manipulación es prácticamente infinito”. La razón está en que “se fabrican de forma específica para una cierta área de trabajo –añade Carmelo Gómez–; con una capacidad de carga concreta; con un potencial de repetitividad determinado; con un grado de protección frente a la suciedad, la humedad, la temperatura, o ante una colisión, una atmósfera explosiva, etc.”.

Otros fabricantes como FANUC también han identificado otras ocupaciones de los robots de manipulación distintas para las que en un principio se idearon “como las de enfardado”, señala Roger Nadal. Por su parte, Ángel de Miguel, de Proingesa, adelanta que incluso “ya están superando los límites de la industria. Se los puede ver instalados en hospitales como ayuda en las operaciones de cirugía y para la manipulación de alimentos”.

Entorno de trabajo
Las ventajas de la utilización de los robots de manipulación han provocado que se utilicen en multitud de campos industriales y en todo tipo de empresas. Ángel de Miguel enumera solo algunos de los sectores en los que son más usuales como el de la automoción, el maderero para la manipulación de puertas o el agroalimentario para el paletizado y envasado de productos. A esta lista de sectores destacados Roger Nadal añade el de la construcción y el alimentario.

M-10iA de FANUC

Carmelo Gómez va más allá. Según constata “actualmente, la necesidad de automatizar es una cuestión de supervivencia para muchas empresas manufactureras que están obligadas a competir con países cuyos gastos de mano de obra son muy inferiores. Para otras es una forma de reducir costes laborales”. Y continúa: “Ahora los robots de manipulación efectúan tareas que hasta hace poco nos parecían imposibles, como por ejemplo, dispensar cajas de medicinas en las farmacias, ordeñar vacas, lavar piezas a alta presión, etc.”. Gómez cree que este crecimiento se debe “tanto a la rapidez de amortización como a la dificultad de encontrar trabajadores capacitados, que además estén dispuestos a desempeñar trabajos repetitivos y, en algunos casos, en unas condiciones ambientales muy duras”.

Tendencias
Los robots que se utilizan en la industria tanto en operaciones para la producción como el ensamblado han evolucionado muchísimo. Lo mismo ha ocurrido con el grupo que comprende la manipulación de cargas. Desde el fabricante ABB precisan que, gracias al sistema Multimove, es posible mover piezas grandes o muy pesadas con varios robots simultáneamente. Un sistema que incluso permite que trabajen sobre ellas hasta cuatro unidades mecánicas de robot, controladas de manera coordinada o de forma independiente por el mismo armario y con una unidad de programación común.

Roger Nadal, como portavoz de FANUC, dice que la tendencia “es ampliar la carga máxima soportada por el robot y, en la medida de lo posible, el área de trabajo y las velocidades de los ejes”. Porque los clientes solicitan “la posibilidad de manejar cargas más elevadas y también reducir el tiempo de los ciclos. Por este motivo, por ejemplo, exigen que los robots sean capaces de paletizar capas completas”, afirma Nadal.

En la ingeniería Proingesa, Ángel de Miguel relata que desde su experiencia el mercado está demandando la incorporación al entorno de trabajo de “robots guiados por láser con gran autonomía de movimientos en centros logísticos, hospitales o fábricas”.

En el hogar
Además, nos iremos acercando al futuro que se nos muestra en las películas cinematográficas de ciencia ficción. “Cuando bajen los costes, los robots se irán introduciendo en nuestra vida diaria para la ayuda a los minusválidos, en los hoteles y en los hospitales, para las labores de limpieza…”, predice de Miguel.

M410 I BLANCO

Asimismo, Carmelo Gómez, de ABB, concreta que lo que los clientes están pidiendo a sus proveedores de robots de manipulación es una “interfaz hombre-máquina sencilla e intuitiva, lo que se ha solucionado gracias a la unidad de programación táctil y en color que hemos lanzado al mercado y que además permite la personalización en un entorno gráfico”. Y es que este fabricante ha desarrollado personalizaciones para aplicaciones de manipulación y asistencia a máquinas en la inyección de plástico, de aluminio, etc.

Además, los clientes solicitan ver cómo van a trabajar los robots que se les ofertan. Gómez comenta que quieren comprobar “una simulación del proceso en tres dimensiones para verificar los accesos, las colisiones y los tiempos de ciclo”. Para ello ABB dispone de un programa de simulación, el Robot Studio, preparado para PC, que garantiza tales parámetros debido a que el software es el mismo que el del robot. FANUC dispone igualmente del Roboguide, un software de simulación 3D que permite realizar todo tipo de verificaciones totalmente off-line, ahorrando los costes de tener que parar la producción.

  • Para saber más:
  • Los protagonistas muestran sus piezas

    Está claro que en este mundo de los robots de manipulación la clave está en que las operaciones que ejecutan sean lo más rápidas, precisas, repetitivas, etc., independientemente de las cargas que deban mover. Los robots ABB, por ejemplo, disponen de un software que permite, mediante la función “identificación de carga” que él mismo mida las inercias, el centro de gravedad y la masa que está manipulando con gran exactitud. Un vez el mecanismo ha hecho esta identificación, los sistemas TrueMove y el QuickMove son capaces de asegurar la independencia de la carga con relación a la velocidad de trabajo, la precisión, la repetitividad, etc. Además, el software de supervisión de movimientos controla y supervisa todos estos parámetros por si sucede algo inesperado.

    IRB 7600 DE ABB

    Como ejemplo del conjunto de unidades que este fabricante ABB comercializa cabe nombrar tres modelos: el IRB 4400, el IRB 6600 y el IRB 7600. El primero es un robot compacto con capacidad de manipulación entre media y alta, que puede manejar cargas de hasta 60 kg o de hasta 45 kg a velocidades muy elevadas. La marca lo califica como el mejor en su clase por lo que se refiere a la precisión del recorrido y la repetibilidad de la posición (RP = 0,07 mm), cuenta con un radio de acción máximo de 2,55 m y en las versiones Foundry plus tiene protección IP67, con lo que se puede lavar con vapor a alta presión, que lo convierte en ideal para su uso en entornos agresivos.

    En cuanto al IRB 6600 de ABB dispone de diversas longitudes de brazo y capacidades de manipulación de hasta 250 kg y cuenta con el SIS o sistema de información de servicio que controla el movimiento y la carga de la máquina, optimizando los requisitos de servicio. Además, tiene un grado de protección IP67 y un radio de acción máximo de entre 2,55 y 3,2 m. Pero tal vez, su característica más sobresaliente es que el robot se dobla totalmente hacia atrás con lo que dicho radio de acción se amplía y se adapta fácilmente a las líneas de producción cargadas. Está pensado para operar en la asistencia al mecanizado, en la soldadura por puntos y en la manipulación de materiales.

    Por su parte, el IRB 7600 aporta una capacidad para manipular hasta 650 kg, igualmente dispone del sistema SIS, un radio de acción máximo de entre 2,55 y 3,5 m, un grado de protección IP67 como los anteriores y también se dobla hacia atrás. Su aplicación está en el montaje, la limpieza o pulverización, el corte o desbarbado, el rectificado o pulido, la asistencia a la mecanización, la manipulación de materiales, el paletizado, la asistencia a prensa de rotura y la soldadura por puntos.

    KR 1000 Titan de Kuka

    Otro fabricante como KUKA presume de su robot KR 1000 Titan de seis ejes con una capacidad de carga de hasta 1.000 kg, utilizado sobre todo en la industria del vidrio, de la fundición, de los materiales de construcción o en el sector automovilístico. El solo puede trasladar carrocerías de automóvil completas. Con un alcance máximo de 3.202 mm y nueve motores, debido a su fuerza ha entrado en el Libro Guiness de los Récords porque puede elevar piezas realmente pesadas, grandes y voluminosas.

    El KR 180-2 PA Arctic, también es de KUKA. Se trata de un robot de paletizado para congelados que opera en entornos de hasta -30º C de temperatura. Puede funcionar a plena potencia y mover cargas de hasta 180 kg sin funda protectora ni calefacción adicional.

    LR Mate 200i CRET

    FANUC es otro fabricante de renombre que cuenta con una extensa lista de robots para la manipulación de cargas. En concreto, ofrece la serie LR Mate de seis ejes con los modelos más pequeños de la gama, de 2 a 5 kg de capacidad de carga, con una repetibilidad de hasta  0,03 y un alcance máximo de 892 mm. Son ideales para aplicaciones rápidas y precisas de carga o descarga de máquina-herramienta, manipulación, ensamblaje, pick & place, packaging, testeo y limpieza, entre otras.

    En concreto, el M-10iA de FANUC de seis ejes combina uno de los mejores alcances de su clase (1.420 mm) con una capacidad de carga de 10 kg y una repetibilidad de  0,08. Es idóneo para aplicaciones de carga o descarga de máquina-herramienta, manipulación de materiales para ensamblaje, encolado, sellado, corte, afilado, desbarbado y pulido, entre otras.

    La I+D mueve los robots
    La robótica es un campo de investigación en auge a nivel mundial. En España, en casi todas las universidades y centros especializados hay equipos de profesionales empeñados en que los robots nos hagan la vida más fácil en todos los ámbitos (en la industria, en el hogar, en la medicina…). Sin embargo, actualmente, estos investigadores no están fijando su atención en los robots de manipulación porque, tal como muchos aseguran, en este terreno está casi todo ya inventado. Son los propios fabricantes los que han clavado la bandera investigadora en sus propias compañías y cuentan con grupos de trabajo que persiguen la forma de mejorar y superar las unidades ya existentes.

    KUKA, FANUC, ABB… todas las firmas productoras están invirtiendo parte de su presupuesto en I+D. En el caso de esta última, Carmelo Gómez, su responsable de ventas en industria general de la división de robótica, subraya que los objetivos en su compañía son: “El desarrollo de nuevas unidades mecánicas más ligeras, compactas y capaces de trabajar en casi todos los entornos industriales y las funcionalidades de software, lo que incluye la segunda generación del TrueMove y del QuickMove, donde se mejora la exactitud del movimiento hasta un 50% y de los tiempos de ciclo hasta en un 20%”.

    En ABB, el TrueMove asegura que la trayectoria efectuada por el robot sea la misma independientemente de la velocidad con que se efectúe, mientras que el QuickMove es un sistema de autooptimización de movimientos que garantiza en cada momento la obtención de la máxima aceleración con la consiguiente reducción del tiempo necesario para ejecutar las trayectorias.

    Una garra robotizada
    En la factoría de la compañía automotriz Mercedes, situada en Vitoria, se ha puesto en marcha una instalación robotizada para la carga y el montaje del piso de madera del vehículo NCV2. El robot, de la firma ABB, es capaz de manipular unidades de 200 kg de peso. Lo más característico es que dispone de una garra de aleación ligera de aluminio con ventosas de vacío para agarrar dicho piso.

    Garra con ventosas

    El artífice de esta garra ha sido la ingeniería española Proingesa. Según su gerente, Ángel de Miguel Navares, “la labor que lleva a cabo esta herramienta resultaría muy penosa si tuviera que ser realizada por personas, ya que tendrían que efectuar demasiados esfuerzos y colocarse en unas posiciones poco ergonómicas. Este robot sustituye a tres operarios”.