Robótica Industrial

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Robótica Industrial

  1. 1. ROBÓTICA INDUSTRIAL
  2. 2. Robótica IndustrialPRODINTEC Centro TecnológicoFecha de creación: octubre 2004Sede principal: Parque Científico y Tecnológicode Gijón – zona INTRA Misión: “Potenciar la competitividad de las empresas industriales aplicando avances tecnológicos tanto a sus productos como a sus procesos de fabricación y gestión"
  3. 3. Robótica IndustrialIntroducción: ¿Qué es un robot?Según la RIA (Robotics Industries Association):“Manipulador multifuncional y reprogramable, diseñado para mover materiales,piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos programados yvariables que permiten llevar a cabo diversas tareas”.Según la RAE:“Máquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizaroperaciones antes reservadas sólo a las personas.”  Flexible (reprogramable)  Polivalencia (multipropósito)  Automático
  4. 4. Robótica IndustrialIntroducción: Aplicaciones comunesTradicionalmente se emplean en cadenas de producción para la realización de tareasrepetitivas y/o que resultan penosas para los humanos. Paletizado Cambio pieza/hta en máquinas CNC Manipulación / Picking Alimentación prensas e inyectoras
  5. 5. Robótica IndustrialIntroducción: Aplicaciones comunesTradicionalmente se emplean en cadenas de producción para la realización de tareasrepetitivas y/o que resultan penosas para los humanos. Soldadura TIG Soldadura MIG/MAG Industria del automóvil Soldadura puntos Aplicación pinturas y revestimientos
  6. 6. Robótica IndustrialRobótica industrial: Actualidad vs TendenciasA día de hoy un robot es: • Elemento para automatización • Búsqueda altas productividades Operario mecánico • Necesidad de elevada repetitibilidadEn un futuro próximo un robot será además una máquina-herramienta flexible ymultipropósito, sobre la que desarrollar diversas tecnologías.Para lograrlo, deben de solventarse dos debilidades de la robótica: • Dificultad de programación Necesidad de aplicaciones CAM específicas aptas para trayectorias complejas. • Precisión de posicionamiento Necesidad de mejorar el control de posición con la inclusión de un sistema externo (control en lazo cerrado).
  7. 7. Robótica IndustrialFundación PRODINTEC: VisiónEl robot como elemento de automatización está muy trabajado por fabricantes eintegradores: existe una amplia gama de soluciones comerciales.Nuestra labor se centra en el desarrollo de aplicaciones robóticas novedosas dentro delÁrea de las Tecnologías de Fabricación.Tres procesos actualmente disponibles: Mecanizado ISMF FSW
  8. 8. Robótica IndustrialMecanizadoEl mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operacionesde conformado de piezas mediante la eliminación de material.Se trata de una variante del mecanizado CNC enfocada a la fabricación de grandespiezas en materiales blandos (resinas sintéticas, madera, etc.) en la que se emplean cabezales y herramientas convencionales pero montadas sobre una estructura de máquina totalmente diferente.
  9. 9. Robótica IndustrialMecanizadoCapacidades:• Piezas hasta 2.000 x 2.000 x 2.500 mm• Posibilidad de fabricación en 5 ejes• Flexibilidad geométrica• Proceso integral: del CAD a la pieza.• Fabricación de prototipos o pequeñas series.Sectores de aplicación:• Prototipos• Machos para termoconformado• Moldes/modelos para composites• Arquitectura efímera• Decorados
  10. 10. Robótica IndustrialDeformación Incremental de Chapa (ISMF)La Deformación Incremental de Chapa (ISMF) es un proceso automatizado basado enconformar el metal aplicando deformaciones localizadas mediante una herramientaesférica.Manteniendo fija la plancha metálica, una herramienta esférica con giro libre presionasobre ella al mismo tiempo que se desplaza dando forma a la chapa.Ventajas: Inconvenientes: • Facilidad de operación • Escasa flexibilidad geométrica • Sencillez en las modificaciones • Malas tolerancias
  11. 11. Robótica IndustrialDeformación Incremental de Chapa (ISMF)Para superar estas debilidades, el desarrollo másavanzado de la técnica incorpora además el movimientovertical de la chapa, permitiendo así el uso de una matrizinferior fabricada en un material plástico contra la que sedeforma el material.
  12. 12. Robótica IndustrialDeformación Incremental de Chapa (ISMF)Ventajas:• Permite el prototipado rápido de piezas de chapa.• Fabricación económica de series cortas de piezas de chapa (bajo coste en utillajes).• Permite la fabricación de geometrías complejas.• Reducción del “time-to-market”.Inconvenientes:• El espesor de chapa no es constante (depende de la geometría).• Las propiedades mecánicas de la pieza no son equivalentes a la estampación.• Geometrías imposibles: paredes verticales, pestañas, etc.Sectores de aplicación:• Automoción• Metal-mecánico• Electrodomésticos
  13. 13. Robótica IndustrialSoldadura por Fricción (FSW)La Soldadura por Fricción o Friction Stir Welding (FSW) es un proceso de unión enestado sólido, es decir, el material base en ningún momento llega al punto defusión.Se trata de una técnica de unión sin aporte de materialdonde, mediante la fricción y presión ejercidas por unaherramienta giratoria, se logra la plastificación de losmateriales. Esto forma una amalgama que, una vez retiradala herramienta, solidifica dando lugar al cordón desoldadura.No es un sustituto de los métodos de soldeotradicionales, sino que es un complemento paraaquellos materiales que tienen baja o nulasoldabilidad por fusión: • Aleaciones de aluminio • Cobres, etc.
  14. 14. Robótica IndustrialSoldadura por Fricción (FSW)La herramienta es el parámetro de mayor influencia en los procesos FSW. Aunque lasdimensiones y formas pueden variar, todas están compuestas por dos cuerposcilíndricos concéntricos: • Pin (cilindro menor): actúa en la interfase de la junta y produce la plastificación, agitación y mezclado del material. • Hombro (cilindro mayor): actúa sobre la superficie de la junta, precalentando el material y confinándolo una vez ha plastificado.
  15. 15. Robótica IndustrialSoldadura por Fricción (FSW)Ventajas:• Buenas propiedades mecánicas de la unión (fina microestructura y ausencia dedefectos de solidificación).• No hay tensiones residuales ni deformaciones debido al bajo aporte energético.• No requiere de operaciones pre- o post-soldeo.• Técnica económica: no se emplea ni material de aporte ni gas de protección.• Técnica automática de alta repetitibilidad y buen acabado superficial.• No se generan gases ni radiaciones.Inconvenientes:• Requiere de yunques que soporten los esfuerzos• Técnica limitada a materiales ligeros: Al, Cu• Espesores hasta 5 mm.
  16. 16. Robótica IndustrialFundación PRODINTEC: Nuestro equipamiento1. Brazo robot de 6 ejes KUKA KR-500 AA con dos ejes externos • Multipropósito: 3 tecnologías con un único robot • Flexible: cambio de tecnología en pocos minutos
  17. 17. Robótica IndustrialFundación PRODINTEC: Nuestro equipamiento2. Cabezales y herramientas específicos para cada tecnología Mecanizado: HSD 915 L ISMF: desarrollo experimental KUKA FSW: CYTEC CS-7-2003. Medición de esfuerzos Sensor ATI OMEGA190 de medición de F/T en los 3 ejes para monitorización de esfuerzos de proceso en tiempo real.
  18. 18. Robótica IndustrialFundación PRODINTEC: Nuestro equipamiento4. Sistemas CAD/CAM específicos Se dispone del SW CAD PowerShape y el CAM PowerMill Robot Interface, ambos de la firma DELCAM PLC, que permite un flujo de trabajo continuo: de la geometría CAD de las piezas a fabricar se generan las trayectorias de herramienta y finalmente se hace la transformación a movimientos de ejes robot.
  19. 19. Robótica IndustrialFundación PRODINTEC: Nuestro equipamiento5. Sistema óptico de control de posiciónSe dispone de un sistema laser tracker LEICA AT-901 junto con el equipo T-MAC paracontrol de posición.El empleo de éste equipamiento permite conocer la posición exacta del robot con unaprecisión menor de la décima de milímetro pudiendo emplearlo como medio para elcontrol de la posición en tiempo real.
  20. 20. Robótica IndustrialFundación PRODINTEC: CapacidadesEn PRODINTEC ofrecemos servicios de: • Fabricación empleando las tecnologías disponibles. • Simulación y programación de instalaciones robóticas. • Asesoramiento en la integración de nuevos equipos. • Validación de procesos a escala laboratorio (banco de pruebas). • Desarrollo de proyectos I+D+i de aplicaciones robóticas en general.
  21. 21. GRACIAS POR SU ATENCIÓN Fundación PRODINTEC Centro tecnológico para el diseño y la producción industrialSEDE SOCIALD Parque Científico Tecnológico de Gijón, zona INTRA.Avda. Jardín Botánico, 1345 • Edificio “Antiguo secadero de tabacos”33203 Gijón, AsturiasT +34 984 390 060DELEGACIÓN EN MADRIDD Incubadora II – Parque Científico de MadridC. Santiago Grisolía, 2 – 1º28760 Tres Cantos, MadridT +34 667 728 947

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