Sistemas de transporte y alimentación de piezas para robots

¿Para qué se utilizan los sistemas de alimentación de piezas?

En una aplicación de automatización robótica, las piezas deben llegar al lugar adecuado en el momento necesario. Según el proceso, también puede ser necesario separarlas, orientarlas o colocarlas de forma que el robot pueda recogerlas correctamente.

Un sistema de alimentación de piezas puede realizar una o varias de estas funciones:

• Transportar piezas de una estación a otra.

• Almacenar piezas a granel y mantener una reserva disponible.

• Suministrar componentes de uno en uno.

• Orientar las piezas en una posición determinada.

• Presentar las piezas dentro del área de recogida del robot.

• Identificar o clasificar diferentes componentes.

• Conectar varias máquinas o puestos de trabajo.

La elección depende principalmente del tipo de pieza, de cómo debe presentarse al robot y del nivel de flexibilidad que necesita la producción.

¿Qué tipo de sistema de transporte o alimentación necesitas?

Cada tipo de producto resuelve una necesidad diferente. Esta comparación te ayudará a identificar por dónde empezar.

Una cinta transportadora se limita principalmente a desplazar las piezas. Un sistema de alimentación puede, además, almacenarlas, separarlas, orientarlas o prepararlas para la siguiente operación.

¿Cuándo conviene utilizar una cinta transportadora?

Una cinta transportadora industrial es adecuada cuando las piezas deben desplazarse de un punto a otro y no necesitan una orientación específica antes de llegar al siguiente proceso.

Entre sus aplicaciones habituales se encuentran:

• Retirar piezas terminadas de una máquina.

• Suministrar bandejas o contenedores a un robot.

• Conectar dos estaciones de producción.

• Transportar productos por una zona de inspección.

• Retirar piezas rechazadas.

• Llevar componentes hasta una estación de embalaje.

Las cintas transportadoras son una solución habitual para la automatización del transporte de piezas, especialmente cuando estas ya llegan ordenadas o el robot puede recogerlas sin una orientación fija.

Antes de elegir una cinta, comprueba:

• La longitud y la anchura necesarias.

• La velocidad de transporte.

• El peso y las dimensiones de las piezas.

• La altura de transferencia.

• La necesidad de guías laterales.

• La disponibilidad de sensores, bastidor, motor y controlador.

• La forma de integración con el robot o la máquina.

Una cinta transportadora no siempre es suficiente. Si las piezas llegan mezcladas, se enredan o deben orientarse antes de la recogida, puede ser necesario incorporar un separador o un alimentador específico.

¿Cuándo es útil una tolva de alimentación?

Una tolva de alimentación industrial almacena una cantidad de piezas a granel y las suministra gradualmente a otro equipo, como un alimentador vibratorio, un alimentador de cuba vibratoria o un sistema de alimentación flexible.

Su principal función es mantener abastecido el sistema posterior y reducir la frecuencia de las reposiciones manuales.

Una tolva puede ser adecuada cuando:

• El robot necesita un suministro constante de piezas.

• Se quiere reducir la intervención del operario.

• Los componentes llegan en cajas o contenedores.

• El alimentador posterior necesita recibir cantidades controladas.

• Se requieren periodos prolongados de funcionamiento automático.

La capacidad de la tolva debe adaptarse al tamaño, al peso y a la fragilidad de los componentes. Una tolva más grande no siempre es mejor: las piezas pesadas o delicadas pueden dañarse si se acumulan en exceso.

¿Cuándo es necesario separar las piezas?

Las piezas sueltas suelen llegar mezcladas en un contenedor. Antes de que un robot o una máquina pueda procesarlas, puede ser necesario separarlas y suministrarlas individualmente.

Para ello se pueden utilizar separadores de componentes o alimentadores vibratorios, según la geometría de las piezas y los requisitos del proceso.

Estas soluciones pueden utilizarse para alimentar:

• Componentes de plástico pequeños.

• Piezas metálicas.

• Componentes de montaje.

• Tornillos y otros elementos de fijación.

• Tapones, clips e insertos.

• Piezas que deben llegar individualmente a la siguiente operación.

La elección depende de cómo se comportan las piezas cuando entran en contacto entre sí. Las piezas largas o curvas pueden enredarse, las muy ligeras pueden desplazarse de forma irregular con la vibración y las superficies aceitosas o pegajosas pueden dificultar una alimentación constante.

Cuando la geometría o el comportamiento de las piezas son complejos, realizar pruebas con componentes reales suele ser más útil que seleccionar un sistema basándose únicamente en sus dimensiones.

¿Cuándo elegir un alimentador de cuba vibratoria?

Un alimentador de cuba vibratoria ordena piezas sueltas y las entrega en una orientación definida. Es especialmente adecuado cuando se procesa repetidamente el mismo componente y este debe llegar siempre en una posición determinada.

Sus aplicaciones habituales incluyen:

• Montaje de componentes pequeños.

• Inserción de piezas en máquinas.

• Alimentación de clips, tapones o conectores.

• Suministro de piezas para operaciones de prensado o unión.

• Procesos automatizados de fijación y montaje.

Este tipo de alimentador suele diseñarse para una pieza concreta. Esto permite conseguir una alimentación rápida y fiable, pero limita la flexibilidad cuando cambia la geometría del componente.

Si se introducen nuevas referencias, puede ser necesario modificar o sustituir la cuba y sus elementos de orientación. Por ello, suele ser una buena opción para producciones estables con pocas variantes de producto.

¿Cuándo es mejor un alimentador flexible?

Un alimentador flexible para robots distribuye las piezas sobre una superficie en lugar de obligarlas a seguir un recorrido mecánico fijo. Una cámara detecta las piezas disponibles y calcula su posición para que el robot pueda recogerlas.

Esta solución resulta interesante cuando:

• Se procesan varias referencias de piezas.

• Los cambios de producto son frecuentes.

• Se trabaja con lotes de producción pequeños.

• Las piezas llegan en orientaciones diferentes.

• La clasificación mecánica resulta complicada.

• La aplicación ya utiliza un sistema de visión artificial.

Frente a un alimentador de cuba dedicado, un sistema flexible puede adaptarse con mayor facilidad a nuevas referencias mediante ajustes de software, recetas de cámara o cambios en el programa del robot.

Sin embargo, flexibilidad no significa compatibilidad universal. La superficie de alimentación, la cámara, la iluminación, el robot y la pinza deben ser adecuados para las piezas que se van a manipular.

La decisión final debe tener en cuenta el comportamiento real de las piezas, el ritmo de producción y el coste de los cambios de formato.

¿Cuándo interesa una estación completa de clasificación robotizada?

Una estación de clasificación robotizada combina distintas funciones en un sistema integrado.

Según la configuración, puede incluir:

• Almacenamiento de piezas.

• Equipos de alimentación.

• Sistema de visión artificial.

• Robot.

• Pinza o herramienta de manipulación.

• Controlador.

• Componentes de seguridad.

• Bastidor o cerramiento.

Los productos QKM Tobot FlexSorter disponibles en RBTX pertenecen a esta categoría de soluciones.

Una estación completa puede resultar útil cuando se quiere adquirir un conjunto coordinado para alimentar, detectar, clasificar y manipular piezas, en lugar de seleccionar e integrar cada componente por separado.

Su precio suele ser superior al de una cinta o un alimentador individual porque incorpora más funciones. Por ello, la comparación debe considerar el equipo adicional, la programación y el trabajo de integración que todavía serán necesarios.

¿Qué sistema de alimentación encaja con cada aplicación?

Estas recomendaciones son un punto de partida. La geometría de las piezas, el ritmo de producción y la integración con la máquina pueden cambiar la elección más adecuada.

¿Qué información de las piezas debes comprobar?

El sistema de alimentación debe adaptarse a las piezas reales de producción. Antes de seleccionar un producto, recopila esta información:

• Longitud, anchura y altura.

• Peso de cada pieza.

• Material.

• Tipo de superficie.

• Geometría y forma.

• Número de referencias diferentes.

• Orientación requerida.

• Cantidad de piezas por minuto.

También conviene describir cómo se comportan las piezas dentro de una caja o tolva:

• ¿Se enredan entre sí?

• ¿Pueden rodar o deslizarse?

• ¿Se rayan con facilidad?

• ¿Tienden a pegarse?

• ¿Son flexibles o inestables?

• ¿Se pueden apilar sin dañarse?

Estas características pueden determinar si conviene utilizar una cinta transportadora, una cuba vibratoria, una placa vibratoria o un alimentador flexible.

¿Cuántas piezas debe suministrar el sistema?

La velocidad de alimentación debe corresponderse con el ciclo del robot o de la máquina.

Por ejemplo, si un robot necesita una pieza cada cinco segundos, el sistema debe poder suministrarla de forma fiable a ese ritmo. Un alimentador que ocasionalmente entregue muchas piezas, pero se detenga con frecuencia, puede provocar tiempos de espera del robot.

Por eso, el rendimiento requerido debe calcularse a partir de las condiciones normales de producción y no únicamente de la velocidad máxima indicada en la ficha técnica.

También hay que considerar:

• Interrupciones breves.

• Cambios de referencia.

• Piezas rechazadas.

• Tiempo necesario para rellenar la tolva.

• Componentes difíciles de separar u orientar.

Un pequeño pulmón de acumulación puede ayudar a mantener el suministro, mientras que una tolva puede reducir la frecuencia de reposición manual.

¿Necesita el sistema visión artificial?

Una cámara puede ser necesaria cuando el robot debe determinar la posición o la orientación exacta de una pieza antes de recogerla.

La visión artificial se utiliza habitualmente con alimentadores flexibles y estaciones de clasificación. También puede servir para identificar distintos tipos de componentes o comprobar una pieza antes de manipularla.

En cambio, si un alimentador de cuba entrega cada componente en la misma posición, puede bastar con un sensor sencillo que confirme que la pieza está disponible.

Antes de comprar, define si el sistema necesita:

• Detectar la presencia de una pieza.

• Calcular las coordenadas de recogida del robot.

• Identificar distintas referencias.

• Comprobar la calidad del componente.

• Leer un código o marcado.

Comprueba también si se incluyen la cámara, la iluminación, el software y la conexión con el robot.

¿Cómo se conecta el sistema de alimentación al robot?

El sistema de alimentación y el robot deben intercambiar la información necesaria para coordinar el proceso.

Una cinta sencilla puede necesitar únicamente señales de marcha, parada y disponibilidad de pieza. Un alimentador flexible puede requerir además coordenadas de recogida, selección de recetas y mensajes de estado o error.

Antes de elegir el producto, comprueba su compatibilidad con el controlador del robot o el PLC de la aplicación.

También debes confirmar si el controlador está incluido o si será necesario adquirir una unidad de control adicional. La comunicación disponible y las funciones de integración deben verificarse en la documentación de cada producto.

¿Qué incluye el producto?

Dos productos con nombres similares pueden incluir componentes muy diferentes. Antes de comparar precios, revisa el alcance del suministro.

Un producto con un precio inicial más bajo puede necesitar controles, sensores, bastidores o programación adicionales. Por tanto, una solución más completa puede resultar más sencilla y económica de integrar en el conjunto de la aplicación.

¿Cuánto cuestan los sistemas de transporte y alimentación de piezas?

El coste depende principalmente de las funciones que debe realizar el sistema, de la complejidad de las piezas y del nivel de integración requerido.

Una cinta transportadora desplaza piezas. Un alimentador de cuba vibratoria añade funciones de separación y orientación. Un alimentador flexible puede incorporar detección de posición mediante cámara. Una estación robotizada completa puede integrar alimentación, visión, manipulación y control.

Para tomar una buena decisión de compra, compara el coste de la solución completa y no solo el precio del componente principal. Incluye los accesorios, la instalación, la programación y la puesta en marcha que requiera la aplicación.

Cómo elegir el sistema de alimentación adecuado

Empieza por responder cinco preguntas:

1. ¿Qué debe ocurrir con la pieza: transporte, almacenamiento, separación, orientación o clasificación?

2. ¿Cómo debe llegar la pieza al robot?

3. ¿Cuántas referencias distintas se van a procesar?

4. ¿Cuántas piezas por minuto necesita la aplicación?

5. ¿Qué componentes y funciones están incluidos en el sistema?

Las respuestas te ayudarán a acotar las opciones:

Si la aplicación presenta piezas difíciles de separar, requisitos de precisión elevados o cambios frecuentes de producto, conviene validar la solución con componentes reales antes de tomar una decisión definitiva.

Preguntas frecuentes sobre los sistemas de transporte y alimentación

¿Qué son los sistemas de transporte y alimentación de piezas?

Son equipos que permiten transportar, almacenar, separar, orientar o presentar componentes para procesos industriales. Pueden funcionar de forma independiente o integrarse con robots, máquinas y sistemas de visión artificial.

¿Cuándo es suficiente una cinta transportadora?

Una cinta transportadora suele ser suficiente cuando las piezas solo necesitan desplazarse y no requieren una orientación determinada antes de llegar al siguiente proceso.

¿Cuándo conviene utilizar un alimentador de cuba vibratoria?

Es adecuado cuando una misma pieza debe suministrarse repetidamente en una posición definida. Suele ser una buena opción para producciones estables con pocas variantes.

¿Cuándo es mejor un alimentador flexible?

Un alimentador flexible suele resultar más adecuado cuando se procesan varias referencias, hay cambios frecuentes de producto o el robot necesita recoger piezas con distintas orientaciones mediante visión artificial.

¿Todos los sistemas de alimentación para robots necesitan una cámara?

No. La cámara es especialmente útil cuando hay que calcular la posición de recogida, reconocer referencias o inspeccionar piezas. Si el alimentador ya presenta los componentes en una posición conocida, puede bastar con un sensor de presencia.

¿Puede un mismo sistema procesar varios tipos de piezas?

Los alimentadores flexibles suelen adaptarse mejor a diferentes referencias. Los alimentadores de cuba vibratoria, en cambio, normalmente están diseñados para un componente o una geometría concretos. La compatibilidad con varias piezas debe comprobarse para cada sistema.

¿Qué información necesito antes de comprar un sistema de alimentación?

Conviene conocer las dimensiones, el peso, el material, la geometría y la orientación requerida de las piezas, así como el número de referencias, el rendimiento necesario, el espacio disponible y la conexión con el robot o el PLC.

¿Qué diferencia hay entre una tolva y un alimentador?

La tolva almacena piezas y mantiene abastecido el sistema posterior. El alimentador se encarga de suministrarlas de la forma requerida, por ejemplo, separadas, orientadas o preparadas para su recogida.

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