Robots y láseres: la combinación perfecta para una gama de aplicaciones

Los robots y los láseres tienen una larga historia juntos. Ahora, los cobots, que son económicos y fáciles de usar, junto con láseres de menor costo, son una combinación perfecta para una amplia gama de aplicaciones de grabado y marcado.

"Hoy en día, todo necesita un número", explica Víctor Amorim, Gerente de Territorio Oeste en Gravotech, un proveedor global de equipos de marcaje y grabado. Amorim utiliza como ejemplo el derrame de petróleo de 2010 en Deepwater Horizon, explicando que la falta de números de trazabilidad impidió que BP pudiera responsabilizar a sus contratistas. Hoy en día, casi todo lo que se fabrica requiere marcas para identificar el fabricante, el número de pieza, los códigos de fecha o los números de serie para la trazabilidad, así como la información de garantía.

Recientemente, Gravotech demostró nuevas soluciones automatizadas de marcado láser y por micropunteo usando un robot UR5. Dependiendo del tipo de pieza y del tipo de marca requerida, el UR5 coloca automáticamente las piezas dentro de una cabina láser de Clase 1 LW2 de Gravotech para marcarlas con un láser de fibra F30, o coloca la pieza bajo el marcador de micropunteo XF510CP.

El robot UR es rápido, preciso, adaptable y fácil de controlar, y permite cambios de programación sobre la marcha con la interfaz de pantalla táctil. Además, con sensores de seguridad integrados, puede trabajar de manera segura junto a trabajadores humanos para inspección o procesos relacionados.

Gravotech anticipa un gran interés en las soluciones de marcaje automatizado, que mantienen el flujo de producción de forma confiable y constante. Amorim dice, "Atendemos a varias industrias —militar, médica, automotriz, de petróleo y gas—, y estas industrias confían en nosotros para marcar sus piezas, porque si no marcas, no envías; y si no envías, no cobras. Es una parte muy, muy clave del proceso, y con este robot y esta máquina de láser, mantenemos el flujo. Tenemos a nuestros clientes cubiertos."

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Ostling, otro proveedor global de sistemas de marcaje, está demostrando un sistema de marcaje láser de estado sólido con bomba de diodo en exceso automatizado con un robot UR. Brian Watts, Gerente de Soporte de Producto de Ostling, explica que el robot controla completamente el enfoque del eje z, así como el control rotacional y la ubicación para el proceso de marcaje láser. El robot también puede integrarse con un sistema de visión para realizar inspecciones visuales de la marca, o usar el sistema para corte o soldadura.

El robot UR aporta capacidades importantes al sistema automatizado. “El robot UR es extremadamente, extremadamente fácil de programar”, dice Watts. “Con la naturaleza colaborativa de la unidad, es fácil de configurar; es seguro. Muchas de las características de programación de los robots que solía usar en el pasado siempre tenían problemas de seguridad. Con este, es tan simple como mover el efector final a la posición y luego usar el colgante de enseñanza para ajustar la configuración con precisión.”

Ostling ve un gran potencial en el sistema turnkey, especialmente para aplicaciones de marcaje de alto volumen, que son difíciles de realizar con consistencia y repetibilidad por un operador, y que presentan desafíos ergonómicos para los trabajadores humanos. El sistema de Ostling es ideal para el marcaje médico, que debe realizarse en salas limpias de Clase 10,000 sin interacción humana con las piezas. Para estas aplicaciones, el robot puede recoger y examinar la pieza, utilizando un sistema de visión para identificar la ubicación de la marca, sin intervención humana.

“En algunos de estos casos, hay líneas de graduación muy detalladas o marcas de identificación, como para cirugías laparoscópicas o endoscópicas”, explica Watts. “Es crucial que tengamos ese láser y ese robot trabajando en tándem para saber exactamente que esas piezas están siendo marcadas en el lugar indicado. También es bueno para la trazabilidad. Podemos colocar una marca, un identificador, ponerlo bajo nuestro sistema de visión y hacer que el robot use eso para toda su posición, y luego llevarlo a un sistema de visión para hacer una verificación, enlazarlo con una base de datos, aprobarlo para su producción final o rechazarlo como pieza de desecho si no fue correcto.”

Más allá del sector médico, Ostling está viendo interés de la industria aeroespacial, donde el robot puede trabajar casi sin parar sin el riesgo de contaminación humana de piezas delicadas, así como de la industria automotriz.

Si bien estos sistemas se están demostrando actualmente, otros sistemas robotizados de grabado con láser están funcionando exitosamente en producción, algunos en aplicaciones sorprendentes. The Ring Lord construyó su negocio en la industria de suministro de cota de malla, produciendo un millón de “anillos de salto” cada día. Estos pequeños anillos de alambre también se utilizan para enlazar dijes y otros componentes de joyería. Esta empresa en crecimiento se ha adaptado varias veces para mantener su crecimiento y ha pasado al grabado láser, que ahora está automatizando.

The Ring Lord producía placas de identificación grabadas, escamas y anillos, pero decidió expandirse a tarjetas de presentación grabadas personalizadas, y se encontró con un problema ergonómico. Jon Daniels, uno de los propietarios de la empresa, explica: “Cuando corríamos piezas de 8 a 10 segundos en el equipo de marcado láser, no era un trabajo horrible cambiar manualmente las placas metálicas cuando la máquina estaba lista para una nueva pieza. Sin embargo, las tarjetas de presentación tardan de 20 a 40 segundos en completarse. Y en ese punto, la economía comienza a cambiar por completo. Cambiar manualmente las piezas a ese ritmo es un trabajo muy tedioso. La eficiencia de un ser humano se desploma completamente cuando lo aburres hasta la muerte.”

Eso no es problema para un robot. Daniels investigó sus opciones y se decidió por el flexible y liviano UR5. Su facilidad de programación fue también una gran ventaja, que Daniels describe como “no más difícil de usar que tu teléfono inteligente promedio.”

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En FUTEK, en el sur de California, un proveedor de herramientas de prueba y medición, un robot UR5 alimenta carcasas de amplificadores en una máquina de grabado láser. Javier Ruiz, ingeniero mecánico en FUTEK, dice que el UR5 ha aumentado la producción en un 40-50% y ha optimizado el uso de la fuerza laboral existente. “Debido a que toma 7 minutos grabar una pieza, es menos eficiente tener a un miembro del personal dedicado monitoreando el proceso. Ese trabajo se ha reasignado a otras partes de la línea de producción, y podemos tener al robot trabajando en el tercer turno”, explica Ruiz, quien también enfatiza cómo la calidad del producto ha mejorado con la repetibilidad exacta del robot.