La próxima generación de empaquetado automatizado de tubos y tuberías

Para llevar tubos o cañerías desde una línea de laminación hasta una empaquetadora, un método convencional es levantar las piezas de trabajo con horquillas y dejarlas caer, lo cual es un proceso ruidoso y enérgico. Al rediseñar este proceso, Fives desarrolló Robopack, un sistema de recogida y colocación que utiliza las capacidades principales de un robot para proporcionar un proceso de manejo y empaquetado hábil y deliberado.

La fabricación de un tubo o una tubería requiere una gran cantidad de equipos, siempre dispuestos de forma lineal. Por lo tanto, al abordar los desafíos del empaque de tubos, los fabricantes de tubos deben lidiar con diseños que dependen de la planta y del proceso, pero aquí es donde se necesita la máxima flexibilidad. Los diámetros de los tubos y las longitudes de corte varían, por lo que la flexibilidad en el manejo de materiales es la clave para la eficiencia. La tecnología moderna ofrece una nueva forma de concebir el proceso de envasado de tubos, inteligente y simple. Bienvenido a la era de los robots antropomórficos.

Dedicado a aplicaciones laterales para perfiles y tubos, un sistema versátil basado en robótica llamado Robopack de Fives reemplaza las horquillas tradicionales con robots antropomórficos para recoger y colocar tubos para empacar paquetes hexagonales, cuadrados o rectangulares. Debido a que utiliza un concepto de diseño modular, este sistema aumenta la flexibilidad y la producción, ocupa menos espacio, mejora la seguridad, acelera los cambios, reduce los costos de mantenimiento, reduce el ruido y ofrece una puesta en marcha rápida, y lo hace sin comprometer la calidad.

Aunque la tecnología robótica alguna vez fue novedosa, de nicho y costosa, se ha vuelto más generalizada, capaz y asequible a medida que ha madurado.

El sistema Robopack se compone de unidades modulares dispuestas según las necesidades del cliente. Es un sistema de empaque flexible y versátil capaz de manejar automáticamente perfiles y tubos (redondos y moldeados) tan pequeños como ¾ pulg. de DE por 10 pies de largo (19 mm por 3 m). El sistema usa una mesa intermedia de entrada para almacenar el tubos después de ser recogidos de la mesa de salida. La mesa se compone de múltiples unidades de cadenas paralelas, cada una construida con soportes de suelo ensamblados en un marco grande y resistente.

Según el diseño, una primera serie de cadena de indexación recibe los tubos descargados por el camino de corte o recoge los tubos directamente del camino de corte. Para formas no redondas, un sensor ubicado a lo largo de las cadenas de indexación lee la orientación y, cuando es necesario, activa un dispositivo neumático de inclinación que gira el tubo o el perfil para que pueda transportarse al área de amortiguamiento horizontalmente. Una serie adicional de cadenas de acero recubiertas de plástico llevan los tubos hacia el final de la mesa, creando una zona de almacenamiento frente al robot, debidamente alineada por una serie de topes de producto y empujadores neumáticos. Según el rango de diámetro exterior del tubo, se pueden instalar una serie de dispositivos adicionales para evitar la superposición y la flexión excesiva.

El robot mueve los tubos desde el área de amortiguamiento hasta el transportador de formación mediante una acción de recoger y colocar, recogiendo los tubos de la cadena aguas arriba y colocándolos en el camino rodante de formación de paquetes aguas abajo, creando el paquete con la forma requerida. Esta operación implica una variedad de manipulaciones, según el peso y las dimensiones del tubo.

Justo después de los transportadores de formación, los paquetes son manejados por un conjunto adicional de vías rodantes que los transportan a los transportadores de cadena de almacenamiento y descarga. Los transportadores de almacenamiento y descarga están hechos de módulos que se pueden acomodar para adaptarse a la longitud del tubo, cubriendo el espacio de descentrado necesario y almacenando la cantidad requerida de paquetes. Los transportadores de cadena de persianas se pueden aplicar cuando se utilizan piezas de madera.

La interfaz es fácil de usar y fácil de personalizar, y ofrece varias funciones:

Según el tamaño y la longitud del tubo, el tipo de paquete y la dimensión, la capacidad de producción puede alcanzar hasta 40 tubos por minuto en un ciclo completamente automático. En comparación con un sistema basado en horquillas, Robopack ofrece un rendimiento general mejorado en un 15 %. Esto se basa en la adaptabilidad del sistema a las diferentes condiciones de funcionamiento:

Debido a que está construido a partir de módulos pequeños, el sistema Robopack puede ocupar un 25 % menos de espacio que los diseños tradicionales de tipo horquilla. Puede encajar fácilmente en espacios de plantas que normalmente no se utilizan, como las áreas entre pilares.

Para los cambios más rápidos posibles, el sistema Robopack de Fives utiliza una sola abrazadera que puede adaptarse a una variedad de formas y tamaños de tubos.

Más allá del espacio y la ubicación, la flexibilidad es clave. El diseño modular permite ajustar el sistema para que coincida con cualquier formato y longitud de tubo con una ingeniería mínima. Cuando sea necesario, dependiendo de la longitud del tubo y el búfer de almacenamiento necesario, se pueden combinar módulos adicionales para formar una tabla de búfer más grande. Además, dos robots pueden colocarse uno al lado del otro y programarse con movimientos coordinados para trabajar simultáneamente al manipular tubos largos. La carga útil del robot también se puede elegir según el peso del tubo, el tamaño y las dimensiones del paquete de acuerdo con el rendimiento deseado. Más allá de estas consideraciones, el sistema se puede integrar con equipos de terceros, como estaciones de soplado, máquinas flejadoras, envolvedoras de películas, estaciones de escurrido y pesaje e impresoras de boletos.

Cualquier actualización de línea en términos de tamaño de tubo, longitud de tubo y modificación de diseño se puede lograr agregando nuevos módulos o aumentando el tamaño del robot, la cantidad de robots o ambos. Por la misma razón, el sistema se presta efectivamente para ser redistribuido en diferentes líneas o configuraciones reorganizando los módulos existentes o actualizándolos a otros nuevos.

Primero, los módulos pequeños y livianos hacen que la instalación sea más fácil, rápida y segura que la de un sistema convencional hecho de componentes grandes y voluminosos. El tiempo que se ahorra en la instalación y puesta en marcha de un sistema puede llegar al 30%. En segundo lugar, estos sistemas utilizan menos piezas móviles que los sistemas de manejo de materiales convencionales. El número mínimo de piezas móviles ayuda a reducir los costos de mantenimiento en comparación con un sistema tradicional. Y debido a que el diseño es modular, comprende una gran cantidad de componentes comunes, lo que reduce la variedad de repuestos necesarios para las reparaciones.

En tercer lugar, aunque los robots tienen muchas partes móviles, vienen con planes de mantenimiento con costos conocidos y limitados, lo que brinda las garantías de una tecnología madura y un producto estandarizado. Finalmente, las partes que requieren mantenimiento son fácilmente accesibles, lo que reduce la necesidad de mano de obra calificada.

El uso de un robot como elemento central proporciona un cambio fundamental en la forma en que se manipula el tubo. Un sistema basado en una horquilla levanta y deja caer el tubo, lo cual es un proceso contundente y ruidoso. Debido a que los movimientos de un robot pueden ser diestros y deliberados en lugar de enérgicos, el sistema no genera tanto ruido como los sistemas típicos, lo que es un beneficio para los operadores. Además, debido a que los robots vienen con un conjunto completo de módulos de seguridad integrados y certificados, el sistema respalda los objetivos de seguridad en el lugar de trabajo.

Por supuesto, cualquier nueva tecnología de fabricación debe proporcionar procesos que mantengan la integridad del producto. En cuanto al manejo de materiales de tubo, entre los puntos más críticos se encuentra la apariencia estética. Este sistema es adecuado para acero inoxidable, automoción y otras aplicaciones en las que la conservación de la calidad del producto es primordial. La tecnología antropomórfica significa que el proceso de carga del paquete se lleva a cabo en un proceso de recoger y colocar cuidadosamente coordinado, en lugar de la forma más común de levantar y soltar.

Además, todas las superficies de contacto de los tubos se pueden recubrir con plástico o caucho para evitar rayones, imperfecciones y manchas.

Debido a que la tecnología robótica es infinitamente flexible, este sistema de empaque puede recoger y colocar tubos, tuberías o perfiles en prácticamente cualquier forma de paquete.