Tecnología de movimiento lineal
Robot y prensa servoaccionada: Prensado rápido de la frita
Para el montaje automatizado de fritas destinadas a la industria química, el fabricante suizo de máquinas especiales Cerasus GmbH ha implementado una célula robótica flexible. La prensa servoaccionada de Bosch Rexroth integrada en la célula aumenta la productividad, la calidad del proceso y la flexibilidad en el módulo de fritado.
No hay nada estándar en la construcción de la máquina especial. Y, sin embargo, los paquetes de soluciones estandarizadas son de gran ayuda para ahorrar un tiempo valioso en la ingeniería y la implementación. Cerasus, ubicada en la localidad suiza de Steinen, simplifica tareas de montaje complejas mediante un subsistema mecatrónico de Bosch Rexroth para aplicaciones de prensado y unión. Se suministra listo para su instalación y también puede realizar funciones de medición con el sensor de fuerza integrado.
El paquete mecatrónico completo de Bosch Rexroth se utiliza en una célula para el montaje de fritas y está desarrollado por encargo de Cerasus. Se trata de pequeños elementos cilíndricos de metal que se presionan en un manguito para producir limitadores de caudal para la tecnología médica y química.
Célula robótica flexible con un robot de seis ejes y el Smart Function Kit Pressing
La célula de montaje CERAFLEX consta de un robot de seis ejes de Fruitcore Robotics y el Smart Function Kit Pressing, una prensa servoaccionada lista para instalar de Bosch Rexroth, con la que se pueden implementar diferentes funciones de unión y medición de forma rápida y sencilla. La característica especial de la solución de Rexroth: El subsistema mecatrónico está compuesto por componentes individuales preconfigurados y coordinados de forma óptima, y se suministra con un software operativo preinstalado.
Además, los usuarios tienen la posibilidad de configurar, diseñar y pedir el Smart Function Kit para aplicaciones de prensado y unión en línea mediante herramientas electrónicas inteligentes o, como hizo Cerasus, adaptarlo a aplicaciones específicas en coordinación con Bosch Rexroth. Ambas opciones reducen los tiempos de ingeniería. Los datos CAD y la documentación se pueden descargar a través del configurador en línea.«En nuestras soluciones específicas para clientes, valoramos el soporte técnico dedicado y competente de Bosch Rexroth», afirma Gabriel Bösch, director general de Cerasus.«Esto no es algo habitual en la industria y marca la diferencia para nosotros».
Trabajo de precisión: La prensa servoaccionada basada en el Smart Function Kit de Bosch Rexroth (izquierda) prensa elementos de estrangulamiento de milímetros de tamaño, conocidos como fritas, en manguitos metálicos. (Imagen: Cerasus GmbH)
Prensas servoaccionadas al instante
Con el Smart Function Kit Pressing, los integradores de sistemas y los usuarios finales pueden implementar rápidamente prensas servoaccionadas para una amplia gama de tareas de unión estandarizadas, con fuerzas nominales de hasta 70 kN (y fuerzas máximas de hasta 72 kN). La solución modular completa y lista para instalar, combina componentes mecánicos y eléctricos perfectamente adaptados entre sí de Bosch Rexroth en un subsistema con software de operación preinstalado. La puesta en marcha guiada y la cómoda creación gráfica de procesos solo llevan unos minutos. El sensor de fuerza integrado permite asignar funciones de medición para el control de calidad. Los datos del proceso se pueden visualizar fácilmente a través de la HMI y transmitirse a través de interfaces abiertas.
La célula de montaje compacta CERAFLEX con una prensa servoaccionada modular de Bosch Rexroth funciona de forma autónoma hasta 10 horas. (Fuente de la imagen: Cerasus GmbH)
Smart Function Kit: Ahorro de tiempo y flexibilidad
Con la ayuda de la célula de montaje CERAFLEX ya operativa, Cerasus ha automatizado para sus clientes el módulo de fritado, que antes era manual y monótono. Como resultado, se pueden producir mayores cantidades en menos tiempo. Además de la inserción, el prensado y la medición, la categorización de los elementos de estrangulación fabricados ahora también es totalmente automática. Después de medir la resistencia al flujo, un robot de ejes coloca los productos en distintos depósitos para separar las piezas rechazadas de las correctas (OK) y almacenar temporalmente los elementos estranguladores con valores medidos específicos para otras aplicaciones.
Procesos precisos y reproducibles con la prensa servoaccionada modular
En comparación con el módulo de fritado manual, la prensa servoaccionada modular de Bosch Rexroth funciona con una precisión y una estabilidad de proceso significativamente mayores.«Por lo tanto, el proceso de prensado requiere valores exactos de movimiento y fuerza», explica Bösch. Gracias a la función integrada de control de calidad con medición de fuerza-desplazamiento, Cerasus puede analizar el proceso y mejorarlo continuamente. Las tolerancias excesivamente grandes se pueden reconocer ya por la fuerza inicial que hay que aplicar. De este modo, las piezas defectuosas se detectan en una fase temprana y se evitan daños en las herramientas.
Producción anual en tres meses de automatización
La célula CERAFLEX puede funcionar continuamente de forma autónoma hasta diez horas y en dos turnos. Con un tiempo de ciclo de aproximadamente un minuto, el robot y la prensa servoaccionada pueden ahora manejar la producción anual anterior en muy poco tiempo. En vista de este ahorro de tiempo, el fabricante añadió una segunda tarea a la célula CERAFLEX. Para este, Cerasus utiliza otro Smart Function Kit con una fuerza nominal de 12 kN y un cilindro electromecánico correspondientemente más grande. El resto del equipo permanece sin cambios, de modo que la célula se puede convertir en medio día. La segunda aplicación de prensa tiene un control de longitud integrado. La medición de distancia necesaria se realiza mediante el registro fuerza-desplazamiento, incluida la altura de prensado.
En uso: se prensan elementos de estrangulamiento de tamaño milimétrico, conocidos como fritas, en manguitos metálicos a través de la prensa servoaccionada basada en el Smart Function Kit de Bosch Rexroth (izquierda). (Imagen: Cerasus GmbH)
Alta flexibilidad gracias a la plataforma de control ctrlX CORE
La célula robótica debe su alto grado de automatización y productividad tanto al software de control desarrollado por Cerasus como a la combinación con una prensa servoaccionada flexible y la plataforma de control abierta ctrlX CORE de Bosch Rexroth.«Optamos por el Smart Function Kit Pressing no solo por su alta eficiencia económica, sino también por la facilidad y rapidez de ajuste del proceso de prensado», explica Bösch.«La plataforma de control ctrlX CORE nos impresionó por un plazo de entrega extremadamente corto y una amplia gama de interfaces abiertas y opciones de ampliación flexibles mediante aplicaciones, lo que nos ofrece una base sostenible para diversos proyectos».
Prensado, conformado y realización de pruebas eficientes: El Smart Function Kit Pressing es un paquete mecatrónico completo para alcanzar fuerzas nominales de hasta 70 kN (fuerza máxima de hasta 72kN). El software operativo preinstalado permite una puesta en marcha, configuración y supervisión del proceso rápidas y sencillas. (Fuente de la imagen: Bosch Rexroth AG).
Configuración sencilla de HMI web
Cerasus programó un software modular para la célula robótica, incluida una interfaz HMI.«La solución dos en uno ha tenido muy buena acogida entre nuestros clientes, ya que ahorra espacio para una máquina separada y hace que la producción sea más flexible», señala Bösch. En ambos casos, el sistema completo se controla a través de la plataforma de control ctrlX CORE y los módulos E/S ctrlX correspondientes. El software CERAFLEX, programado en CODESYS, se encarga de coordinar la interacción entre los distintos componentes. La WebIQ HMI también integra el software de operación independiente de plataformas del Smart Function Kit en la vista general de la máquina. Con la ayuda de WebIQ, se pueden crear HMI web para ctrlX AUTOMATION incluso sin amplios conocimientos de programación, que incluyen controles de procesos sencillos con pocas pantallas. La aplicación WebIQ de la ctrlX World Partner Smart HMI se ejecuta directamente en ctrlX CORE. La red de socios ctrlX World amplía el kit de herramientas de automatización ctrlX AUTOMATION con hardware y nuevas aplicaciones, ofreciendo así la máxima flexibilidad.
La base para futuras células de montaje
Cerasus utiliza ahora el probado concepto CERAFLEX, con su proceso de prensado estandarizado y de fuerza ajustable, como base flexible para la creación eficiente de nuevas soluciones llave en mano.«Nuestro Solution Kit for Pressing and Measuring cuenta con todo lo necesario para la unión con control de distancia y fuerza de prensado», señala Bösch.«Otros pasos del proceso, como el marcado, la salida o la comprobación de componentes, pueden integrarse fácilmente. El software de operación es muy intuitivo y permite una puesta en marcha rápida y sencilla. Además, la plataforma de automatización ctrlX AUTOMATION nos ofrece un alto grado de integración y viabilidad futura».
En retrospectiva, Bösch está muy satisfecho con el Smart Function Kit y la plataforma de control ctrlX CORE de Bosch Rexroth:«Las soluciones de hardware y software cumplen con las características de rendimiento prometidas. El soporte local en Suiza y la asistencia de programación desde Alemania funcionaron correctamente y todo se entregó a tiempo. Con el Smart Function Kit y ctrlX AUTOMATION, podemos desarrollar soluciones especialmente económicas, fiables y flexibles para nuestros clientes».
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Autor: Markus Geiger
Cargo: Channel Development Manager Factory Automation en Suiza