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Robots de costura: cómo la robótica resuelve las aplicaciones más difíciles

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Robots cartesianos y brazos articulados

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La automatización se ha abierto camino en casi todas las facetas de la fabricación. Sin embargo, la costura ha sido tradicionalmente una tarea difícil de abordar para la robótica industrial y otras herramientas de automatización. Los nuevos avances en tecnología de automatización están ampliando el mundo de la automatización para los fabricantes de máquinas de coser, incluso para tareas de costura que antes se consideraban demasiado difíciles de automatizar.

Introducción a los robots de costura

La costura automatizada es la aplicación de la robótica a las tareas de costura industrial y comercial, como la costura de cuero, tejidos y lana. Cada uno de estos materiales plantea retos, pero el atractivo de aumentar los índices de producción, la eficiencia y la fiabilidad ha llevado a los fabricantes de robots a desarrollar respuestas para los retos más difíciles que puede ofrecer el sector.

Los fabricantes llevan más de 100 años utilizando la automatización en las industrias textiles, aunque generalmente se ha limitado a tareas sencillas como el corte. En los últimos años, sin embargo, han entrado en el mercado nuevos productos para hacer frente a estas limitaciones.

¿Por qué es tan difícil coser?

La destreza y precisión necesarias para manejar hilos de tela sueltos y diminutos pueden ser muy difíciles de conseguir mecánicamente. Los hilos tienden a desplazarse, desalinearse y estirarse. Además, los tejidos son propensos a imperfecciones que requieren ajustes finos durante la costura.

La actual generación de visión artificial y los avances en la tecnología de los efectores finales robóticos (las "manos" del robot) han abierto un mundo de posibilidades para los fabricantes de tejidos. La visión artificial permite a los robots reaccionar ante los problemas del material, ya que básicamente "ven" cuando el tejido se desalinea o se arruga, lo que les permite realizar ajustes. Los avances en el movimiento de los robots y los efectores finales permiten un control cada vez más refinado. Funciones como el control de la torsión proporcionan una "sensación" de presión y tensión adecuadas sobre el material.

Cómo funciona un robot de costura

De hecho, la costura robotizada es una aplicación de automatización de nicho que tiene requisitos específicos. Por ejemplo, muchos robots de costura se fabrican específicamente según las especificaciones de cada empresa; no existe una solución única para todos los casos, como ocurre en otros sectores. Los robots de costura también requieren una mecánica exclusiva para coser materiales, como cabezales de costura, pinzas adicionales y varios brazos robóticos y efectores finales.

Tipos de robots de costura

Al igual que en cualquier otro sector, sólo algunos tipos de robots son adecuados para aplicaciones de costura. Suelen estar equipados con opciones especiales diseñadas específicamente para afrontar los retos de la costura a escala industrial, entre las que se incluyen:

1. Robots industriales de seis ejes

2. Robots colaborativos

3. Robots cartesianos

4. Robots de doble brazo

Comparación de distintas opciones para coser

Los fabricantes que deseen automatizar sus operaciones de costura disponen de varias opciones, en función de las necesidades específicas de la aplicación y la empresa.

Las soluciones de automatización de la costura permiten a los fabricantes mejorar su capacidad de producción de varias formas distintas. La robótica puede aumentar el rendimiento y la uniformidad, así como la repetibilidad. Por lo general, estos sistemas robóticos generan menos residuos y tiempos de inactividad, lo que aumenta la productividad. He aquí algunas de las principales opciones a tener en cuenta:

Robots cartesianos

Los robots cartesianos (imagen superior) son equipos de gran tamaño y altamente escalables. Estos populares sistemas se aplican a procesos de costura de todos los tamaños. Cosen varios productos simultáneamente utilizando varios cabezales de costura. Además, estos sistemas pueden tener una ingeniería de alta precisión para garantizar la consistencia. Sin embargo, tienen sus inconvenientes. Los robots cartesianos son piezas grandes y complejas de maquinaria industrial y pueden ser caros en comparación con otras opciones.

Brazos articulados

Los robots de seis ejes, colaborativos y de doble brazo son otro tipo de solución de automatización. Estos robots representan un subconjunto de robots denominados brazos articulados. Estas máquinas son muy diestras, lo que las hace perfectas para tareas delicadas como la costura, donde los tejidos pueden ser rebeldes y requieren habilidades motoras finas para manejarlos. Y como se adaptan tan bien a una amplia gama de aplicaciones, son fáciles de reprogramar y reutilizar en una tarea diferente. Estos robots son tan adaptables que no hay ninguna razón por la que un cobot de costura no pueda reasignarse a una tarea de soldadura. Cambie el efector final por algo más apropiado para la soldadura y estará listo para ser reprogramado. Un robot cartesiano, sin embargo, está hecho a medida y requeriría una revisión significativa de los componentes mecánicos para reutilizarlo en una nueva aplicación, como el corte por plasma. Los cobots también se benefician de su carácter colaborativo: están diseñados para trabajar cerca de las personas con un riesgo reducido de lesiones.

Pero incluso los brazos robóticos más adaptables tienen sus limitaciones. No escalan tan bien como los cartesianos y normalmente no pueden coser varias prendas a la vez. Tampoco ofrecen la misma velocidad y precisión que los robots cartesianos.

Cómo integrar un robot de costura

Llegados a este punto, puede que le entusiasme la idea de automatizar alguna parte de su proceso de costura. Sin embargo, todavía hay que dar algunos pasos esenciales para tomar una decisión informada.

Defina el alcance de su proyecto

La parte más importante del proceso comienza, como era de esperar, al principio. Definir correctamente el alcance de su proyecto contribuirá en gran medida al éxito de la implantación. Deberá tener en cuenta factores como

1. Detalles y características de su producto

2. Aclarar los pasos exactos del proceso de producción

3. Definir métricas e indicadores clave de rendimiento (KPI) en torno al proceso actual (índice de producción, eficiencia, tiempo de actividad, etc.) y el resultado deseado tras la automatización

4. Identificar los costes reales asociados al proceso (materias primas, mano de obra, etc.)

5. Defina su presupuesto disponible