Robótica Industrial

Robótica Industrial

PRODINTEC Centro Tecnológico
Fecha de creación: octubre 2004
Sede principal: Parque Científico y Tecnológico
de 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"


Introducción: ¿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 y
variables que permiten llevar a cabo diversas tareas”.

Según la RAE:
“Máquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizar
operaciones antes reservadas sólo a las personas.”

 Flexible (reprogramable)
 Polivalencia (multipropósito)
 Automático


Introducción: Aplicaciones comunes
Tradicionalmente se emplean en cadenas de producción para la realización de tareas
repetitivas y/o que resultan penosas para los humanos.

Paletizado Cambio pieza/hta en máquinas CNC

Manipulación / Picking Alimentación prensas e inyectoras


Introducción: Aplicaciones comunes
Tradicionalmente se emplean en cadenas de producción para la realización de tareas
repetitivas y/o que resultan penosas para los humanos.

Soldadura TIG Soldadura MIG/MAG

Industria del
automóvil

Soldadura puntos Aplicación pinturas y
revestimientos


Robótica industrial: Actualidad vs Tendencias

A día de hoy un robot es:
• Elemento para automatización
• Búsqueda altas productividades Operario mecánico
• Necesidad de elevada repetitibilidad

En un futuro próximo un robot será además una máquina-herramienta flexible y
multipropósito, 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).


Fundación PRODINTEC: Visión
El robot como elemento de automatización está muy trabajado por fabricantes e
integradores: existe una amplia gama de soluciones comerciales.

Nuestra labor se centra en el desarrollo de aplicaciones robóticas novedosas dentro del
Área de las Tecnologías de Fabricación.

Tres procesos actualmente disponibles:
Mecanizado ISMF FSW


Mecanizado
El mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operaciones
de conformado de piezas mediante la eliminación de material.
Se trata de una variante del mecanizado CNC enfocada a la fabricación de grandes
piezas 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.


Mecanizado
Capacidades:
• 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


Deformación Incremental de Chapa (ISMF)
La Deformación Incremental de Chapa (ISMF) es un proceso automatizado basado en
conformar el metal aplicando deformaciones localizadas mediante una herramienta
esférica.
Manteniendo fija la plancha metálica, una herramienta esférica con giro libre presiona
sobre 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


Para superar estas debilidades, el desarrollo más
avanzado de la técnica incorpora además el movimiento
vertical de la chapa, permitiendo así el uso de una matriz
inferior fabricada en un material plástico contra la que se
deforma el material.


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


Soldadura por Fricción (FSW)
La Soldadura por Fricción o Friction Stir Welding (FSW) es un proceso de unión en
estado sólido, es decir, el material base en ningún momento llega al punto de
fusión.
Se trata de una técnica de unión sin aporte de material
donde, mediante la fricción y presión ejercidas por una
herramienta giratoria, se logra la plastificación de los
materiales. Esto forma una amalgama que, una vez retirada
la herramienta, solidifica dando lugar al cordón de
soldadura.
No es un sustituto de los métodos de soldeo
tradicionales, sino que es un complemento para
aquellos materiales que tienen baja o nula
soldabilidad por fusión:
• Aleaciones de aluminio
• Cobres, etc.


La herramienta es el parámetro de mayor influencia en los procesos FSW. Aunque las
dimensiones y formas pueden variar, todas están compuestas por dos cuerpos
cilíndricos 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.


Ventajas:
• Buenas propiedades mecánicas de la unión (fina microestructura y ausencia de
defectos 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.


Fundación PRODINTEC: Nuestro equipamiento
1. 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


2. Cabezales y herramientas específicos para cada tecnología

Mecanizado: HSD 915 L
ISMF: desarrollo experimental KUKA
FSW: CYTEC CS-7-200

3. Medición de esfuerzos
Sensor ATI OMEGA190 de medición
de F/T en los 3 ejes para
monitorización de esfuerzos de
proceso en tiempo real.


4. 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.


5. Sistema óptico de control de posición
Se dispone de un sistema laser tracker LEICA AT-901 junto con el equipo T-MAC para
control de posición.
El empleo de éste equipamiento permite conocer la posición exacta del robot con una
precisión menor de la décima de milímetro pudiendo emplearlo como medio para el
control de la posición en tiempo real.


Fundación PRODINTEC: Capacidades
En 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.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Fundación PRODINTEC
Centro tecnológico para el diseño y la producción industrial

SEDE SOCIAL
D Parque Científico Tecnológico de Gijón, zona INTRA.
Avda. Jardín Botánico, 1345 • Edificio “Antiguo secadero de tabacos”
33203 Gijón, Asturias
T +34 984 390 060

DELEGACIÓN EN MADRID
D Incubadora II – Parque Científico de Madrid
C. Santiago Grisolía, 2 – 1º
28760 Tres Cantos, Madrid
T +34 667 728 947

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