Diseño de robots de pórtico y aplicaciones comunes

ROBOTS DE PALETIZACIÓN MULTILÍNEA Y SISTEMAS AUTOMATIZADOS DE ALMACENAMIENTO Y RETIRADA (ASRS)

¿QUÉ SON LOS ROBOTS PÓRTICO?

Un robot de pórtico es un sistema industrial automatizado que también puede denominarse robot cartesiano o robot lineal. Los robots de pórtico se mueven normalmente en trayectorias lineales que crean un espacio cúbico tridimensional en el que pueden trabajar.

Por este motivo, el término robot cartesiano es ideal, ya que el espacio de trabajo global de arriba abajo está delimitado por dos trayectorias lineales que se cruzan en ángulo recto para crear el plano de trabajo (normalmente denominadas X e Y). Cuando se añade un tercer eje (normalmente denominado Z), se crea la profundidad a la que la herramienta de fin de brazo puede operar dentro de la envolvente cúbica. Aunque estos tres ejes son las principales formas de movimiento, los robots de pórtico pueden contener tantos ejes como sean necesarios para realizar la tarea requerida.

Una opción común es añadir un cuarto eje de rotación, "U", en la parte inferior de la viga Z. Este eje hace girar el extremo del brazo. Este eje rota el extremo de la herramienta del brazo de forma que la herramienta permanece paralela al suelo. Existen opciones para girar la herramienta de forma vertical en lugar de horizontal.

Los robots de pórtico Sage utilizan varios sistemas de guías y accionamientos mecánicos. Los sistemas de guías incluyen ruedas y raíles, raíles perfilados y ruedas y vigas. Los métodos de accionamiento incluyen correa, cable metálico, tractor, cadena y fricción de bucle cerrado.

En raras ocasiones, los robots de pórtico se denominan erróneamente grúas inteligentes, ya que se asemejan a los puentes grúa industriales. Los robots de pórtico no se definen como grúas, pero comparten similitudes visuales y conceptos básicos. Las grúas suelen tener sistemas de cable o cable metálico sin soporte en el eje Z, mientras que los robots de pórtico ofrecen una solución mecánica rígida en el eje Z con poca desviación y alta repetibilidad. Las grúas puente se manejan manualmente, por lo que el término "inteligente" se aplica a los robots de pórtico, que son totalmente autónomos sin necesidad de intervención del operario.

Al ser autónomos, los robots de pórtico operan independientemente de los seres humanos en su célula de trabajo y ofrecen una precisión y exactitud de las que no disponen las grúas puente.

¿CUÁNDO SE DEBE UTILIZAR UN ROBOT DE PÓRTICO?

Cualquier tipo de robot puede utilizarse para automatizar tareas que exigen una gran repetibilidad. La automatización industrial puede optimizar la producción, reducir las lesiones y permitir que los empleados se centren en otras tareas, como el control de calidad. En concreto, un robot de pórtico es ideal cuando es necesario manipular y manejar con precisión un objeto grande o pesado, o cuando la tarea requiere que el objeto se manipule en un área extensa.

Los robots de pórtico de Sage están diseñados en una amplia gama de tamaños, resistencias y configuraciones. Un robot de pórtico pequeño tiene un tamaño similar al de una habitación pequeña, mientras que un robot de pórtico grande tendría la longitud de un campo de fútbol y una anchura de quince metros o más, dependiendo de las limitaciones de las instalaciones del usuario final. Las cargas útiles pueden variar desde unos pocos kilos hasta varias toneladas.

Los robots de pórtico se utilizan sobre todo en aplicaciones de recogida y colocación, pero se han implementado en una gran variedad de tareas, entre las que se incluyen:

- PALETIZADO

- DESPALETIZADO

- CARGA/DESCARGA DE MÁQUINAS

- EN PROCESO

- FINAL DE LÍNEA

- MANIPULACIÓN DE MATERIAL

- ALIMENTACIÓN DE MÁQUINAS

- CLASIFICACIÓN Y ALMACENAMIENTO

- EMBALAJE

APLICACIONES HABITUALES DE ROBOTS DE PÓRTICO

La paletización multilínea es una de las tareas más comunes que requieren automatización.

Fundamentalmente, este tipo de sistemas construyen cargas de palés de tipos de productos individuales para múltiples líneas de producción de productos simultáneamente que están listos para su envío a usuarios finales o instalaciones de distribución. Los productos se transportan hasta el robot bien mediante transportadores individuales dedicados a los respectivos productos, bien mediante líneas troncales que transportan multitud de productos. Cuando se utilizan líneas troncales multiproducto, un transportador de clasificación desvía los productos individuales a carriles predeterminados para su paletización. El robot recibe información sobre los productos de cada línea y crea los patrones de apilado adecuados para cada producto.

Los robots de pórtico son una de las mejores soluciones para situaciones de paletizado de varias líneas. Varias ubicaciones de formación de cargas y carriles de entrada de productos ocupan espacio en el suelo y requieren un robot con un área de trabajo adecuada para llegar a todas las líneas de entrada y ubicaciones de formación. Un robot de pórtico ofrece suficiente recorrido para dar servicio a numerosas líneas de producción con un solo cabezal robótico. En cambio, el alcance limitado de un brazo articulado de montaje fijo le impide paletizar más de unas pocas líneas de producción adyacentes. Sin embargo, algunas soluciones emplean un brazo articulado colocado sobre un raíl u otra plataforma móvil. En estos casos, el brazo articulado se ha convertido en la herramienta final de un robot de pórtico. Gracias a su espacio de trabajo totalmente personalizable y a su simplicidad mecánica, los robots de pórtico son ideales para el paletizado de varias líneas.

Los sistemas de almacenamiento y recuperación automatizados son aplicaciones comunes de los robots de pórtico a mitad del proceso de fabricación.

El espacio interior de un pórtico se utiliza no sólo como lugar de almacenamiento, sino también para el almacenamiento temporal y la acumulación. Las variaciones en la producción y la demanda determinan la duración del almacenamiento para cada tipo de producto dentro del sobre. Los robots de pórtico ASRS optimizan el espacio del suelo y el almacenamiento del almacén a la vez que mantienen el acceso directo a esos productos.

Los sistemas de bases de datos realizan un seguimiento de la vida útil de las ubicaciones de almacenamiento, lo que posibilita el flujo de productos FIFO (primero en entrar, primero en salir). Esto permite dar salida a las referencias obsoletas o dejar espacio para otras más comunes. Además, los productos idénticos pueden agruparse en pickings individuales o en ubicaciones adyacentes, maximizando el rendimiento y la organización.

Para operaciones con productos grandes o pesados que limitan la utilidad de un sistema de estanterías, los sistemas ASRS con robots de pórtico ofrecen una alternativa flexible.