El integrador de sistemas Umbra Control eligió la garra Kenos® KCS® de Piab, en una versión especial con cuatro ventosas, para manipular con precisión y eficacia las operaciones de pick and place de final de línea de Meccanotecnica Umbra para la producción de juntas para la industria del automóvil.
Umbra Control implementó un sistema de agarre Kenos® KCS en un robot colaborativo instalado en una línea de montaje en su cliente Meccanotecnica Umbra SpA. Antes de automatizar el proceso, el trabajo lo realizaba un operario manualmente. Hoy en día, el proceso lo lleva a cabo un cobot UR10 de Universal Robots, que utiliza la garra Piab para manipular los moldes termoformados y las bandejas con las juntas correspondientes. El molde termoformado con las juntas colocadas en las respectivas cavidades llega al final de la línea en una cinta transportadora y es detectado por fotocélulas.
El cobot se coloca de modo que la cámara pueda encuadrar el molde y comprobar todos los componentes que hay en las cavidades. Durante esta fase, los códigos únicos de las juntas se leen a través del sistema de análisis de vídeo integrado por Umbra Control en el UR10. La información se muestra en la pantalla táctil para que la verifique el operario del cobot. Junto con el nuevo sistema de control por voz offline, la pantalla táctil es la interfaz de mando de todo el sistema.
El cobot coge el molde termoformado con la juntas controladas y lo coloca en la caja para introducirlo. A continuación, coge la bandeja vacía que hay debajo y la coloca en el punto de entrada de la cinta transportadora. Por último, el cobot coge un molde de termoformado vacío de las estanterías del principio de la línea y lo coloca en la bandeja situada al principio de la cinta transportadora.
El cobot repite este ciclo hasta llenar una caja con 12 moldes termoformados con 36 juntas cada uno, inserta una capa intermedia y completa la caja antes de cerrarla. El proceso implica un tiempo de ciclo de alrededor de 100 segundos para cargar un solo molde de termoformado, con un total de 15 a 20 minutos por caja. Lo importante en este paso del proceso no es la velocidad, sino el nivel de precisión, ya que Meccanotecnica Umbra trabaja con un margen de error cero.
"El problema principal era encontrar una solución de agarre fiable para dos tipos de superficies: el molde termoformado que contiene las juntas y la bandeja que lo lleva", señala Giorgio Passeri, Gerente de Investigación y Desarrollo de Software de Umbra Control, líder del proyecto. “El molde de plástico termoformado tiene una geometría que no garantiza una alta rigidez a la flexión. Esto influyó de manera significativa en la elección de la garra. Al principio se evaluaron sistemas que simulaban la acción de los dedos de una mano y dispositivos de final de brazo comerciales con ventosas. Estos se descartaron porque los moldes termoformados se doblaban en las zonas exteriores. Por tanto, fue necesario desarrollar una garra personalizada, que diseñamos junto con Piab.
La elección recayó en el sistema KCS de Kenos®, cuya personalización supuso el distanciamiento de las ventosas de su posición en el dispositivo de final de brazo. Esa modificación permitió levantar los moldes termoformados por la parte más exterior, evitando asió que el material se doblara. Empezamos con una solución con 5 ventosas. Sin embargo, durante las pruebas no todas las 5 ventosas pudieron agarrarse eficazmente, lo que provocó la flexión del termoplástico. Esto nos llevó a retirar la ventosa central.
Los conductos de vacío que alimentaban las ventosas ubicadas en las cuatro esquinas del dispositivo de final de brazo eran más largos que el conducto que alimentaba la ventosa central. Esta diferencia de longitud hizo que el agarre en el punto central se realizara antes que en el perímetro, lo que provocó una deformación del material termoformado que impidió que las ventosas perimetrales tuvieran un agarre eficaz. La solución con 4 ventosas resolvió todos estos problemas. Esto también resultó ser perfecto para la bandeja, que tiene una superficie regular y una mayor rigidez a la flexión que el material del molde termoformado", añade Giorgio Passeri.
"El correcto funcionamiento de la garra está garantizado por el generador de vacío COAX® de Piab, que está integrado en la garra KCS de Kenos®. Una característica clave de la bomba es su función de soplado amplificada que favorece la liberación del molde termoformado y de la capa intermedia. Sin esta función, no sería posible separar las ventosas cuando se detiene el suministro de vacío. La solución Piab que hemos elegido es sin duda muy competitiva desde el punto de vista económico, teniendo en cuenta el servicio de consultoría que nos han brindado los técnicos de la filial italiana, en colaboración con Mateg, distribuidor autorizado de Piab, guiándonos de la mejor manera posible en nuestra elección”, concluye Giorgio Passeri.
Las garras de vacío Kenos de Piab® están desarrolladas para simplificar los procesos de manipulación en una gran variedad de aplicaciones industriales. La garra KCS de Kenos® fue desarrollada específicamente para cobots. Se trata de un sistema plug-and-play formado por un generador de vacío modular compacto y una garra, que en la versión estándar está fabricada con una espuma técnica que puede adaptarse a una amplia variedad de superficies. Piab también puede diseñar y construir sistemas personalizados, como fue el caso de Umbra Control.
La tecnología de generación de vacío COAX® de Piab minimiza el consumo de energía ofreciendo al mismo tiempo un agarre rápido gracias a su alto caudal de vacío inicial. La unidad de bomba puede ofrecer un alto rendimiento incluso cuando la presión de suministro es baja o fluctuante.
