Los sistemas automatizados de guiado de movimiento con capacidades de carga pesada están experimentando un aumento significativo en la demanda. Una razón para esto radica en la instalación de robots multieje flexibles en rieles largos. Esto permite a los ingenieros ampliar considerablemente el área de trabajo, aprovechando al máximo el séptimo eje del controlador del robot. Para muchas aplicaciones, un sistema de pórtico con guiado de movimiento lineal puede realizar las mismas tareas que un robot multieje a un menor costo. Además, estos sistemas de pórtico pueden diseñarse y suministrarse a los usuarios finales a partir de subconjuntos o componentes estándar de alta resistencia y pueden adaptarse a la aplicación específica. A continuación, presentamos cinco sistemas altamente configurables que pueden utilizarse en configuraciones de pórtico para la automatización de plantas de producción en lugar de robots sofisticados. Comencemos repasando algunos de los conceptos básicos del pórtico.

Precisión baja a media

La automatización de fábricas no siempre requiere un alto grado de precisión. En muchos casos, la tarea implica productos pesados ​​y materiales con formas irregulares o desequilibrados. La mayoría de las aplicaciones requieren alta repetición, un tiempo de operación prolongado y una larga durabilidad con un mantenimiento mínimo. Con frecuencia, el requisito de posicionamiento preciso es bajo. Las aplicaciones de pick and place pueden requerir baja precisión al paletizar cajas o colocar el siguiente artículo en la cola de producción. Las aplicaciones de transferencia de materiales pueden implicar la reubicación de productos con un manipulador robótico suspendido de un área a otra. Los robots de pórtico XYZ (el eje Z se refiere a la dirección vertical) pueden posicionar y reposicionar materiales en cualquier lugar dentro de un espacio tridimensional o permitir operaciones en varias caras de una pieza de trabajo. Los sistemas de pulverización pueden requerir baja precisión a largas distancias para pintar un vagón de ferrocarril o el ala de un avión.

Eje Z de servicio pesado

Al mover un producto, lo primero es levantar la carga. Se suele prestar especial atención al diseño de las pinzas de efector final utilizadas para manipular el producto. Una simple máquina de elevación o descenso vertical puede denominarse sistema de eje Z. Una vez que el artículo es elevado y soportado por el sistema, todo movimiento genera cargas adicionales debido a las aceleraciones de la masa. Durante el movimiento a alta velocidad, pueden generarse cargas significativas. La velocidad se determina generalmente en función del tiempo de ciclo a lo largo de la distancia requerida. Las cargas se calculan en función de la aceleración (+ y -) de la masa. Las velocidades en pórticos típicos alcanzan los 5 m/s. Por lo tanto, puede requerirse una gran capacidad de carga para soportar el movimiento previsto. Además, se puede diseñar una larga vida útil en la aplicación cuando los requisitos de carga de trabajo representan una proporción pequeña de la capacidad de carga de los sistemas de movimiento. Las plataformas de movimiento de un solo eje pueden combinarse con otros posicionadores en diversas configuraciones de pórtico. La instalación de sistemas de movimiento adicionales aumenta el alcance y la funcionalidad, y permite realizar tareas a mayores distancias.

Robot XZ:Cuando una plataforma de movimiento lineal en el eje Z se monta sobre un eje transversal adicional, se denomina robot XZ. Esta configuración puede levantar un objeto verticalmente, moverlo a otra ubicación en línea recta y colocarlo allí. Esta configuración es especialmente útil para aplicaciones de recogida y colocación o de transferencia. El extremo del robot XZ puede posicionarse en cualquier punto dentro de un plano rectangular. En algunos casos, la placa de montaje principal del eje X puede alojar los rodamientos de la guía lineal en el eje Z e integrar todos los componentes necesarios de accionamiento por piñón y lubricador automático. Esto simplifica considerablemente el diseño y reduce la masa total en movimiento.

Robot XYZ y pórtico del robot X-X'-YZ:La configuración más flexible de un sistema de pórtico robótico ofrece tres ejes de movimiento para permitir el posicionamiento en cualquier lugar dentro de un área de trabajo tridimensional. Es menos común la configuración XYZ debido a las limitaciones de espacio en los puntos de fijación de los ejes. Sin embargo, esta configuración se utiliza ampliamente en la soldadura automatizada, donde se requieren grandes recorridos sin cargas importantes. Es mucho más común una solución de eje X paralelo, donde el eje Y se apoya en ambos extremos. Esta configuración se denomina pórtico X-X'-YZ (se pronuncia X, X-prima). Es fácil encontrar ejemplos de esta configuración en maquinaria de producción como las fresadoras CNC.

Configuraciones ilimitadas de diseño personalizado: Existen numerosos diseños posibles para un sistema de movimiento automatizado de gran formato. Un robot de pórtico multieje XYZ completo se puede diseñar a medida a partir de las guías lineales y los rodamientos lineales individuales, lo que permite a los ingenieros seleccionar los mejores productos para cada área del diseño. Las líneas de productos existentes ofrecen componentes y subconjuntos estandarizados, lo que agiliza la configuración y el desarrollo mediante el uso de diseños de pórtico comunes, a la vez que ofrece la libertad de crear un diseño personalizado. Esto no es posible con equipos preconfigurados o prediseñados que limitan el trabajo a límites preestablecidos.