En el vertiginoso mundo de las líneas de producción de moldeo por inyección, la selección del equipo de automatización adecuado impacta directamente en la eficiencia, los costos y, en última instancia, en la calidad del producto. Cuando se trata de brazos robóticos, los robots articulados de seis ejes y los robots cartesianos (también llamados robots lineales) a menudo ocupan un lugar central. Cada uno tiene ventajas distintas, al igual que elegir entre una sartén y una olla de pasta para diferentes tareas de cocina, y seleccionar el tipo incorrecto puede generar ineficiencias.

Robots de seis ejes: Desbloqueando una flexibilidad sin igual

Los robots articulados de seis ejes derivan su nombre de sus seis ejes de rotación independientes, que proporcionan una destreza similar a la de un brazo humano. Estos robots pueden agarrar objetos en prácticamente cualquier ángulo y alcanzar casi cualquier punto dentro de su envolvente de trabajo. Esta versatilidad excepcional les permite realizar diversas operaciones, como carga/descarga, transferencia de piezas, decoración, ensamblaje e inspección. Incluso pueden colaborar con robots cartesianos para lograr flujos de trabajo de automatización más complejos. Múltiples opciones de montaje y la mejora continua de la velocidad y la facilidad de programación mejoran aún más su adaptabilidad.

La potencia detrás de los robots de seis ejes

La fortaleza principal de los robots de seis ejes radica en su superior flexibilidad. Su diseño imita el brazo humano, presentando una rotación base similar a un hombro, articulaciones de codo y una "muñeca" multidireccional. Esta estructura proporciona una libertad de movimiento excepcional, permitiendo un agarre y una colocación precisos en diversas orientaciones. En consecuencia, los robots de seis ejes se han convertido en uno de los diseños más prevalentes en aplicaciones industriales generales, ampliamente utilizados para soldadura, pintura, manipulación de materiales, corte por láser, pegado, ensamblaje, inspección de calidad y, de manera crítica, extracción de piezas en moldeo por inyección.

Desafíos de programación y avances tecnológicos

Sin embargo, este alto grado de flexibilidad exige sistemas de control igualmente capaces para adaptarse a diversas aplicaciones. Históricamente, programar robots de seis ejes para tareas como la extracción de piezas era más complejo que programar robots cartesianos, que generalmente vienen con sistemas de control específicos para moldeo por inyección que ofrecen una programación más intuitiva. Incluso los movimientos lineales simples con robots de seis ejes requerían un movimiento coordinado a través de múltiples articulaciones, lo que llevó a algunos moldeadores a creer que se necesitaba personal especializado para la programación y el mantenimiento.

Este panorama está cambiando. Por ejemplo, los robots articulados de la serie 6X de Sepro ahora utilizan el mismo sistema de control Visual que sus contrapartes cartesianas. A través de una programación simplificada de "recoger y colocar", los usuarios simplemente identifican puntos clave (recogida, control de calidad, descarga, apilamiento, etc.) y "enseñan" manualmente la trayectoria del robot. Las trayectorias (lineales o curvas) se calculan automáticamente. Como resultado, los moldeadores por inyección ahora encuentran que los robots de seis ejes son significativamente más fáciles de programar y operar, lo que les permite evaluar las configuraciones cartesianas y articuladas basándose puramente en los requisitos de la aplicación.

Consideraciones de espacio y flexibilidad de montaje

Otra preocupación común con los robots de seis ejes es el uso del espacio en el suelo. Los robots cartesianos suelen montarse encima de la platina fija de la máquina de inyección, operando principalmente por encima y al lado de la máquina para conservar valioso espacio en el suelo. Los robots de seis ejes se montan más comúnmente en el suelo al lado de la máquina, una ventaja en instalaciones con restricciones de altura, pero requieren más espacio en el suelo. Típicamente trabajan desde un lado (generalmente la parte trasera de la máquina para evitar interferir con los paneles de control).

Sin embargo, los robots de seis ejes no se limitan al montaje en el suelo. Dependiendo de la aplicación y el entorno, también pueden montarse sobre moldes, en platinas fijas, en paredes cercanas o incluso en techos. Por ejemplo, en el moldeo por inserción con cierre vertical, los robots de seis ejes montados en el suelo pueden acceder sin esfuerzo a múltiples estaciones en mesas giratorias sin interferencia del cierre vertical.

Consideraciones clave adicionales

• Velocidad: Si bien los robots de seis ejes han mejorado drásticamente en velocidad, a menudo igualando a los robots cartesianos en muchos movimientos, los robots cartesianos tipo viga son generalmente más rápidos al entrar/salir de los espacios del molde para la extracción de piezas. Esto explica por qué la mayoría de las aplicaciones de moldeo por inyección de alta velocidad prefieren robots cartesianos tipo viga o unidades de entrada lateral dedicadas.
• Capacidad de carga útil: El robot tipo viga más grande de Sepro maneja aproximadamente 90 kg (pieza + EOAT). En comparación, el robot de seis ejes más grande diseñado para tamaños de máquina equivalentes maneja 113 kg o más, dependiendo del alcance requerido. La carga útil máxima generalmente disminuye a medida que aumenta el alcance.
• Costo: Si bien los costos de los robots de seis ejes han disminuido, los robots cartesianos con muñecas accionadas por servomotor suelen ser aproximadamente un 30% más económicos que las unidades de seis ejes.

Automatización colaborativa: Combinando fortalezas

Los robots cartesianos y de seis ejes no son mutuamente excluyentes, pueden trabajar juntos. Por ejemplo, un robot tipo viga montado en la máquina podría extraer piezas antes de transferirlas a un robot de seis ejes para operaciones secundarias. Este enfoque combinado resulta ideal cuando los ciclos de inyección son relativamente cortos pero los procesos posteriores son numerosos, complejos o requieren mucho tiempo.

La perspectiva del robot colaborativo (Cobot)

En plásticos, los robots colaborativos (cobots) se parecen en gran medida a los robots articulados de seis ejes, pero incorporan sensores y características para detectar la presencia humana y evitar movimientos peligrosos. Los defensores destacan la mayor flexibilidad y la programación más sencilla de los cobots en comparación con los robots de seis ejes estándar. Sin embargo, los robots de seis ejes tradicionales generalmente superan a los cobots en velocidad y capacidad de carga útil, mientras que los principales inconvenientes de los cobots incluyen una portabilidad limitada y las salvaguardias requeridas.

La asociación de Sepro Group con Universal Robots, un líder del mercado de cobots, ayuda a los moldeadores por inyección a integrar cobots más fácilmente. Al equipar cobots líderes con sistemas de control Visual, Sepro garantiza una integración perfecta con otros robots Sepro y máquinas de inyección.

Sepro también desarrolló una solución híbrida, el concepto SeproBot, utilizando robots tradicionales de seis ejes o cartesianos dentro de guardas físicas con puntos de acceso protegidos por sensores. Operando normalmente a plena velocidad, estos sistemas se ralentizan o se detienen solo cuando los humanos ingresan a áreas protegidas, reanudando la plena velocidad después de la salida. Esto permite que los SeproBots operen de dos a tres veces más rápido que los cobots típicos, manteniendo una interacción segura entre humanos y robots.

Así como los robots cartesianos y articulados pueden colaborar para integrar la alimentación de la máquina con las operaciones posteriores, los cobots con control Visual pueden permitir configuraciones multirrobóticas seguras y abiertas para diversos procesos, incluidas operaciones periféricas o celdas de automatización avanzadas.