Robot para inyección de plástico, usos, aplicaciones y beneficios

En la actualidad, los fabricantes de plástico tienen dificultades para seguir el ritmo de la creciente demanda debido a la escasez de caucho natural. Otros factores como la pandemia, provocaron una gran demanda de guantes de látex y otros productos médicos que utilizan plástico y caucho. Una mayor demanda y una menor oferta provocan naturalmente un aumento de los precios. Los fabricantes pueden subir los precios para repercutir el aumento de los costes, pero esta no es la mejor solución en un mercado competitivo.

Para hacer frente a estos desafíos, los fabricantes recurren cada vez más a la automatización para mejorar la productividad. Gracias a la robótica, las empresas pueden aumentar la producción y, al mismo tiempo, reducir el contenido de mano de obra en los productos fabricados.

A continuación explicaremos algunas de las formas más comunes en que los fabricantes de plásticos y caucho utilizan los robots y la automatización.

Robots para inyección de plástico: Manejo de la máquina

Los robots para inyección de plástico suelen ser del tipo cartesiano porque se adaptan bien a la geometría de las máquinas de moldeo para la retirada de las piezas acabadas.

Como alternativa, los fabricantes suelen utilizar brazos articulados de seis ejes con las máquinas de moldeo por inyección. El brazo articulado es más flexible y puede realizar múltiples funciones.

También puede utilizarse una combinación de robots. El robot cartesiano puede retirar una pieza acabada de la máquina de moldeo y luego, pasar la pieza a un brazo robótico articulado de seis ejes que realiza operaciones adicionales.

• Recorte y eliminación del exceso de material

  El recorte del exceso de material es necesario en los procesos de moldeo por inyección. Si el material es todavía flexible, se puede utilizar una cuchilla de corte pero si el material se ha endurecido, puede emplearse un husillo con una herramienta de amolado para desbarbar y recortar. En cualquier caso, un robot con la herramienta de fin de brazo adecuada puede realizar el trabajo. La utilización de un robot para eliminar el material no deseado después de un proceso de moldeo da lugar a una mayor calidad y consistencia que los métodos manuales.

  Además, los trabajadores están protegidos de posibles riesgos. La naturaleza altamente repetitiva del proceso de moldeo por inyección y de retirada de piezas significa que las lesiones por movimientos repetitivos son comunes. Si las manos o las extremidades se colocan entre las mitades de un molde, pueden producirse lesiones por aplastamiento y amputaciones. El uso de la robótica mantiene a las personas más seguras.

  Como los robots no se cansan ni necesitan descansos, los fabricantes pueden aumentar el rendimiento de las operaciones de moldeo por inyección con la robótica. Y los empleados se liberan de un trabajo peligroso y aburrido para realizar otras tareas de mayor valor.

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• Montaje

  El montaje manual conlleva muchos problemas conocidos: problemas de control de calidad, baja productividad, riesgo de lesiones de los trabajadores y riesgo de daños en el producto.

  Los robots pueden realizar la mayoría de las operaciones de montaje de forma excepcional. Los robots de tipo Delta son muy rápidos para aplicaciones ligeras y los cobots pueden trabajar con seguridad junto a los asociados.

  La visión por ordenador con IA avanzada permite al robot insertar y colocar las piezas de forma repetida y precisa. Las herramientas de fin de brazo con los sensores adecuados pueden aplicar la cantidad justa de par cuando se aprietan los tornillos y el adhesivo puede aplicarse en cantidades fiables con una variación mínima y a la velocidad adecuada.

  Las ventajas de utilizar la robótica en el ensamblaje incluyen una mayor velocidad, una mayor consistencia y un menor coste. Los trabajadores ya no tienen que estar atados a una tarea tediosa y repetitiva. En su lugar, pueden realizar tareas que requieren inteligencia humana, mejorando la moral de los empleados y la productividad general de la empresa.

• Control de calidad/Inspección

  Los sistemas de visión artificial se utilizan habitualmente para comprobar la calidad de las piezas de plástico y caucho. Los robots equipados con visión por ordenador pueden inspeccionar los resultados de todos los métodos de procesamiento, como el moldeo por inyección, el moldeo rotacional, la extrusión y la compresión, entre otros.

  A veces, las superficies muy reflectantes pueden interferir en la eficacia de las inspecciones de visión por ordenador. El reflejo puede confundirse con una imperfección. La visión artificial autónoma puede optimizar el ángulo y la iluminación para eliminar los errores. En otros casos, se pueden realizar mediciones físicas con calibradores, medidores de profundidad u otras herramientas de fin de brazo adecuadas.

  La automatización de la inspección de calidad aumenta la trazabilidad y ayuda a mejorar la calidad del producto final.

• Etiquetado y grabado

  La trazabilidad es cada vez más importante en la fabricación. Si surgen problemas con una pieza, tanto los clientes como los fabricantes quieren rastrear el problema hasta la fecha y el número de lote. Por ello, el etiquetado de las piezas se ha convertido en una parte crucial del proceso de fabricación, pero colocar etiquetas en cada pieza puede requerir mucho trabajo y añadir costes. La robótica moderna puede ayudar a etiquetar y grabar.

  Los robots pueden aplicar sellos y etiquetas adhesivas. La visión por ordenador y la IA garantizan que la etiqueta se coloque correctamente en todo momento.

  Las empresas siempre intentan que su producto tenga un buen aspecto y sea más rentable. Con el etiquetado en el molde, un robot puede introducir las etiquetas en la máquina de moldeo por inyección. Esto hace que la etiqueta sea una parte permanente del producto. Por tanto, es mucho menos probable que la etiqueta se dañe y la durabilidad de la etiqueta aumenta considerablemente.

  Otra alternativa es el grabado por láser. Los láseres pueden grabar tanto el plástico como el caucho. Un brazo robótico es idóneo para este tipo de etiquetado cuando está equipado con la herramienta de fin de brazo adecuada.

Un robot para múltiples tareas

Muchos fabricantes utilizan un brazo robótico para realizar varios pasos en secuencia. En primer lugar, se extrae una pieza de la máquina de moldeo. Luego se recorta el exceso de material y se inspecciona la pieza mediante visión por ordenador. Por último, la pieza se coloca en un contenedor o en una cinta transportadora. En muchos casos, un brazo robótico puede realizar todas estas tareas.

A veces se emplean dos robots que trabajan en tándem para hacer las tareas. Un robot retira la pieza de la máquina de moldeo y la pasa al segundo robot para su posterior procesamiento.

Ya sea con un robot o con varios, un mayor grado de automatización tiene sus correspondientes beneficios en cuanto a productividad y menor coste. El hecho de que los robots realicen múltiples tareas significa que el usuario final puede lograr más con una sola inversión.

Obstáculos que deben superar los robots para inyección de plástico

Las pequeñas y medianas empresas pueden carecer de personal cualificado con conocimientos avanzados de programación informática y robótica. Hasta hace poco, éste era un obstáculo real que dificultaba la adopción de la automatización robótica.

Los modernos métodos de programación han cambiado radicalmente el panorama. En muchos casos, se puede enseñar a un robot colaborativo o cobot lo que debe hacer sin necesidad de escribir el código. El operario se limita a agarrar el brazo del robot, moverlo manualmente a una posición y pulsar un botón. A continuación, el trabajador manipula para indicar que ese es el siguiente paso deseado. De este modo, los operarios sin conocimientos de robótica pueden entrenar a los robots para inyección de plástico en la realización de una nueva tarea. Los ajustes finos pueden hacerse tocando botones que mueven el brazo del robot a la izquierda y a la derecha, o hacia arriba y hacia abajo.

Además, la visión por ordenador y la IA mejorada facilitan la programación de los robots. Configurar el robot se convierte en un proceso de rellenar los espacios en blanco con las particularidades de una aplicación.

En general, entre la formación proporcionada por los proveedores y el avance de la tecnología, incluso las empresas sin experiencia previa en robótica pueden implementar con éxito los robots en sus procesos de fabricación.

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