Esta serie de artículos explica cada paso del proceso de moldeo, desde la formación de un gránulo hasta la obtención de una pieza. Este artículo se centra en la apertura del molde, la expulsión de la pieza y la automatización involucrada, ya sea que las piezas se dejen caer, se succionen o se recojan del molde. Las capacidades robóticas del moldeador, combinadas con las herramientas de extremo de brazo (EOAT), influyen directamente en el diseño del molde, el tiempo de ciclo y el costo. Aquí, analizaremos el uso de un robot para la extracción de la pieza del molde.

Uno de los objetivos de todo proyecto es lograr que todas las partes involucradas se comuniquen y trabajen juntas para diseñar el mejor plan. Además de muchos otros beneficios, esto garantiza que se adquiera el equipo de automatización correcto. Existen muchos tipos de robots. Dos estándares de la industria son:linealyarticuladoLos robots lineales suelen ser menos costosos, permiten una extracción más rápida de la pieza del molde y son más fáciles de programar. Sin embargo, ofrecen menor articulación de la pieza y son menos útiles para el post-moldeo. Debido a que los robots lineales se mueven de forma lineal, a menudo están restringidos a un plano X, Y o Z, y no proporcionan la libertad de posición de un brazo humano. Los robots lineales se pueden instalar en el lado del operador o del no operador de la prensa, o en el extremo de la misma (montaje en L).

Los robots articulados son multifuncionales, más útiles para el post-moldeo y pueden configurarse para espacios reducidos gracias a su flexibilidad similar a la de un brazo humano. Suelen montarse en el suelo junto a la máquina o sobre la platina fija. Por ejemplo, en aplicaciones de post-moldeo, como el ensamblaje o el embalaje, los robots articulados permiten un posicionamiento orbital personalizado según la posición que requiera la pieza para ejecutar la operación. Sin embargo, estos robots requieren más espacio y, debido a estas posiciones orbitales, suelen ser más difíciles de programar. Además, suelen ser más caros y la extracción de las piezas del molde es más lenta.

EOATes otro factor importante. A menudo, los fabricantes de moldes eligen la configuración EOAT menos costosa, lo que puede resultar en un diseño impreciso que no puede mantener las tolerancias necesarias para operar dentro de los límites del proceso.

Movimientos de muñecason otra consideración robótica. Tradicionalmente, los robots lineales se suministran con una rotación neumática de 90 grados de vertical a horizontal, lo cual es suficiente en la mayoría de las aplicaciones de recogida y colocación. Sin embargo, con mayor frecuencia, se requieren grados de libertad adicionales para realizar aplicaciones posteriores al moldeo o simplemente para liberar la pieza del molde. Muchas aplicaciones de automatización más recientes tienen piezas diseñadas con detalles que no están en el molde de embutición, lo que requiere que el robot mueva la pieza para extraerla del molde. Esto requiere una muñeca servoaccionada que esencialmente agrega un movimiento articulado de dos ejes al extremo del brazo vertical de un robot lineal.

El tipo de muñeca que se combina con el robot puede influir directamente en el diseño del molde. Por ejemplo, afecta a la apertura del molde, que es la cantidad de recorrido lineal de la abrazadera necesaria para abrirlo lo suficiente como para que el robot pueda extraer las piezas. Un diseño de muñeca de doble acción opuesta para el moldeo por inserción puede minimizar la apertura del molde en un 25 %, simplificar la programación y reducir el tiempo de apertura, lo que mejora el tiempo de ciclo.

Entre las consideraciones para elegir la muñeca se incluyen los requisitos de torque, el peso de la muñeca, el peso de la carga útil (piezas y guías) y el espacio libre adicional necesario para la muñeca, la carga útil y el movimiento. En resumen, la elección de la muñeca viene determinada principalmente por los requisitos de la aplicación, pero a veces los torques excesivos o los requisitos mínimos de espacio libre pueden influir más en esta decisión. Estos factores suelen pasarse por alto, lo que provoca fallos prematuros de los componentes o un mal funcionamiento total de la automatización.

ToleranciasEn el diseño de celdas de automatización, existen otras consideraciones. Un robot tiene una tolerancia de posicionamiento operativa determinada. Sin embargo, esta tolerancia no suele ser suficiente para garantizar la precisión de la posición en la celda, ya que el conjunto de tolerancias de la celda suele superar con creces los límites de tolerancia del plano de la pieza final. Además, hay que tener en cuenta que el robot se encuentra sobre una máquina en movimiento. Por lo tanto, para una celda de automatización con tolerancias estrictas, es preferible excluir el robot del conjunto de tolerancias, considerándolo únicamente como un soporte para la herramienta de extremo de brazo (EOAT), donde la EOAT, el molde y los dispositivos de automatización forman parte de un sistema aislado. Para garantizar tolerancias más estrictas, se suelen utilizar pasadores de posicionamiento para asegurar la correcta ubicación de referencia entre las tres piezas de dicho sistema aislado.

VibraciónA menudo, la tolerancia de posición es el principal desafío. Si consideramos que un robot montado en la platina de una máquina tiene una pieza móvil debajo, no sorprende que mantener una tolerancia de posición sea difícil. Las fuerzas de una máquina de moldeo en funcionamiento se propagan siguiendo una curva sinusoidal. Cuando dicha curva sinusoidal termina en el extremo de la herramienta, se convierte en vibración de alta frecuencia.

Razón: el movimiento sinusoidal de la máquina de moldeo se transmite a través de masas de metal, y una mayor masa permite bajas frecuencias, mientras que una menor masa favorece las altas frecuencias. A medida que esta vibración sinusoidal se desplaza desde la platina fija hasta el elevador del robot, pasando por la viga de desplazamiento, el movimiento de empuje, el brazo vertical y, finalmente, el extremo de la herramienta (EOAT), la masa se reduce exponencialmente, lo que incrementa excesivamente la vibración. La solución consiste en amortiguar la vibración añadiendo una pata de apoyo con la masa suficiente en proporción al robot. Esto proporciona una vía para la transferencia de dichas fuerzas a una almohadilla antivibratoria en el suelo. Cuanto mayor sea la pata, mayor será su masa, más fácil será su desplazamiento y menor la vibración.

Estas consideraciones básicas sobre el robot ayudarán al equipo de moldeo a proporcionar un proceso de moldeo completo y uniforme.