Módulo 5: Celdas de Manufactura Robotizadas
Celda robotica de inflado de llantas
Un paso crucial en el ensamble de nuestras patinetas es el proceso de inflado de llantas. Las llantas se reciben desinfladas por varias razones de seguridad y logística: evitar rupturas durante el transporte, optimizar el espacio de almacenamiento, y permitir una calibración precisa de la presión según las especificaciones del manual. Actualmente, el proceso de inflar es realizado por un operario, pero hemos identificado que un sistema robotizado podría ejecutar esta tarea de manera más eficiente y precisa.
Especificamente, se desea diseñar una celda róbotica para el proceso de inflado y calibración de la Llanta 145/70-6, una de nuestras referencias clave. A continuación se describe la configuración de la celda róbotica diseñada.
Robots Industriales
El cálculo estimado del Takt time para el proceso considera tres etapas principales: la alimentación, con una duración aproximada de 4 segundos; el inflado, que toma cerca de 20 segundos; y la desalimentación, que también requiere alrededor de 4 segundos. Sin embargo, dado que las etapas de alimentación y desalimentación son ejecutadas en paralelo por dos robots, estos tiempos no representan una limitación para el ciclo total. Al ser un proceso realizado por dos robots de manera paralela, los tiempos de alimentación y desalimentación no agregan tiempo al proceso. El tiempo crítico es de 20 segundos, determinado por el proceso de inflado de la llanta.
Alimentación y desalimentación - Manipulador X-arm 6
Encargado de manipular llantas en el proceso de inflado. Su función principal es orientar cada llanta de forma que la boquilla quede accesible para el inflado. Recoge llantas desinfladas desde el área de entrega, las posiciona adecuadamente y, una vez infladas, las deposita sobre la cinta transportadora. El brazo cuenta con un gripper magnético que le permite adaptarse a distintos tipos y tamaños de llantas sin necesidad de ajustes mecánicos adicionales.
Inflado de llantas - Manipulador X-arm 5
Su función es posicionar con precisión la herramienta de inflado sobre la válvula de la llanta. Durante el proceso, mantiene la boquilla en su lugar para asegurar un inflado continuo y seguro. Está equipado con una herramienta neumática que cuenta con acople automático y sensor de presión para monitorear y controlar el inflado en tiempo real.
Elementos de Transporte y Posicionamiento
Se presentan los elementos de transporte y posicionamiento que permiten la entrada y salida de las llantas en la celda robotizada. Estos componentes son esenciales para garantizar un flujo eficiente y seguro de las llantas durante el proceso de inflado.
Cinta transportadora
Mueva las llantas desinfladas hacia la celda y las infladas hacia la salida, de forma sincronizada con el ciclo de los robots.
Fixtures de sujeción
Mantienen la llanta estable y correctamente orientada durante el inflado, siendo compatibles con el sistema de sujeción del robot y alineados con la válvula.
Herramientas y Sensores
A continuación se presentan los elementos clave de la celda robotizada, que incluyen herramientas y sensores necesarios para el proceso de inflado de llantas. Estos componentes son esenciales para garantizar la precisión y seguridad del proceso.
Análisis de peligos
Análisis de los 10 posibles peligros al trabajar con una celda robótica:
- Atrapamiento de persona entre el robot y la estructura fija
- Golpe por movimiento inesperado del robot
- Pinchazo o corte por el inflador o boquilla
- Explosión de la llanta por sobrepresión
- Descarga eléctrica por mal aislamiento
- Caída de la llanta durante la manipulación
- Falla del gripper o sujeción de la llanta
- Acceso no autorizado durante operación
- Fuga de aire comprimido
- Caída por tropiezos
Seguridad
El cálculo estimado del Takt time para el proceso considera tres etapas principales: la alimentación, con una duración aproximada de 4 segundos; el inflado, que toma cerca de 20 segundos; y la desalimentación, que también requiere alrededor de 4 segundos. Sin embargo, dado que las etapas de alimentación y desalimentación son ejecutadas en paralelo por dos robots, estos tiempos no representan una limitación para el ciclo total. Por lo tanto, el tiempo crítico del proceso está determinado por la etapa de inflado de la llanta, que establece un Takt time estimado de 20 segundos.
Cercas de Seguridad
Estructuras físicas que delimitan el perímetro de la celda, evitan el acceso no autorizado y protegen contra movimientos inesperados del robot o posibles fallos durante el inflado.
Barrera láser
Detectan la presencia humana dentro de la celda. Su activación detiene automáticamente los movimientos robóticos.
Botones de emergencia
Distribuidos estratégicamente alrededor de la celda para permitir una detención inmediata del proceso en caso de incidente.
Sensor de presión
Para evitar sobrellenado de las llantas, de esta manera evitando explosiones.
Links
Documentación y recursos del módulo.