Sergio William Sedas
En diciembre de 1992 se firmó el Tratado de Libre Co-mercio entre México, Estados Unidos y Canadá, en el que se acordó eliminar aranceles y permitir la libre importación y exportación de bienes entre los tres países. Esto abrió las puertas a la globalización y a nuevos retos, lo que pone a México en la situación de: o COMPETIR o MORIR.
Las tecnologías de robótica y automatización industrial han permitido que diversas empresas mexicanas se mantengan competitivas, mediante la fabricación de pro-ductos de forma eficiente y con alta calidad.
ROBÓTICA Y AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL: LA NUEVA FRONTERA
El mercado de hoy en día es un mercado dinámico, de consumidores exigentes que buscan el mejor producto al menor precio, y de la mayor calidad. Día con día, nuevos productos entran al mercado, desatando una carrera en la que para permanecer en ella, las empresas tienen que adaptarse rápidamente al cambio, o quedarse en el camino. La Robótica ha brindado una muy buena solución a este problema – ofreciendo máquinas flexibles que se pueden adaptar rápidamente a cambios en el producto y en la forma de producir. Un robot es una máquina capaz de portar una herramienta y desplazarla a través de una trayectoria definida. Es preciso y obedece fielmente a su programación. Se utiliza para llevar a cabo diversas operaciones que van desde un simple manejo de material cuya intención es desplazar una pieza de un lugar a otro, hasta un proceso de corte o soldadura. Su forma y construcción cambian según la trayectoria que se requiere. Por ejemplo – un robot lineal o cartesiano únicamente es capaz de desplazarse en forma horizontal y vertical. En contraste, un robot articulado, que asemeja los movimientos de un brazo humano, es capaz de desplazarse a cualquier posición y orientación limitado únicamente por el alcance dado por sus dimensiones físicas.
La herramienta que se coloca en el extremo de un robot define la operación que llevará a cabo. Por ejemplo, una pistola de soldadura electrica le permite unir componentes metálicos. Tal es el caso del ensamble de la carrocería de un automóvil. Acondicionado con “dedos” o “gripper”, el robot es capaz de tomar piezas y desplazarlas de un lugar a otro. Esto es utilizado comúnmete para alimentar diferentes máquinas en el proceso. Por último, si el robot se acondiciona con herramientas de corte como lo son corte con laser, corte con agua y corte con plasma se puede utilizar para cortar formas complejas en metal, plásticos, cerámicas y otros materiales.
Se estima que hay aproximada-mente un millón de robots instalados en el mundo. Esto contrasta con el creciente número de robots de servicio y entretenimiento que en la actualidad re-basa los tres millones de unidades.
LA COMPOSICIÓN DE UNA CELDA
A pesar de ser una máquina precisa que puede seguir fielmente una trayectoria, el robot es ciego, sordo, mudo y de inteligencia limitada. Su precisión alcanza los 0.1 milímetros, sin embargo, únicamente es capaz de seguir las instrucciones y trayectorias que se le han programado. Esto obliga a que el fabricante se asegure que las piezas que se le alimenten siempre sean del mismo tamaño y estén colocadas en la misma posición. Pequeñas variaciones en las dimensiones de las piezas o su colocación, pueden ocasionar que la pieza o ensamble sean rechazados. El diseñador de una estación robotizada debe tomar en cuenta las variaciones que puede tener la materia prima, la forma en que llegan las piezas a la estación y las varia-ciones que permite el cliente en el producto final. Debe incluir estaciones de entrada y salida de material así como dispositivos que acomoden las piezas y se aseguren que siempre lleguen al mismo lugar. Rejas y otros dispositivos de seguridad protegen a los operadores de un robot en movimiento – logrando así pre-venir accidentes.
LA IMPLANTACIÓN DE UN SISTEMA ROBOTIZADO
Para implementar un sistema automático, la empresa manufacturera debe seguir los siguientes pasos:
1. Definir claramente el alcance del proyecto. ¿Qué debe de hacer la estación? ¿Cuántas piezas diferentes debe fabricar? ¿Hay un solo modelo que se va a producir o son varios? ¿Cuáles son las dimensiones y variaciones de las piezas? ¿Qué precisión se requiere en el ensamble final? ¿Cuál es el ritmo de producción? ¿Cómo viene la materia prima y cómo se deben de entregar las piezas que ya están procesadas? ¿Existen restricciones de espacio, condiciones de operación, restricciones de manejo? etcétera.
2. Desarrollar un plan de implementación. Identificar qué puede hacer que falle el plan.
3. Analizar cuánto se puede gastar. (Es igual a la suma de las utilidades o beneficio económico multiplicado por el número de piezas que se fabricarán en un año por el número de años de recuperación que permite la empresa (normalmente 1.5 a 2 años).
4. Generar alternativas de diseño de la celda. No olvidar mantenerlo simple y con un mínimo número de operaciones.
5. Analizar qué puede fallar. Realizar un análisis de “¿Qué sucede si? (What if?)” a fin de detectar cosas que pudieran hacer que falle el sistema. Se deberá elaborar un análisis, estudios y modelos para reducir cualquier incertidumbre o duda.
6. Implementar. Generar dibujos para fabricación, fabricar, ensamblar, programar y probar el sistema en la planta del proveedor. Una vez aprobado se deberá embarcar e instalar en la planta a la que está desti-nada. Ya instalado el sistema se vuelve a probar para verificar que pueda operar en forma continua y sin pie-zas durante 20 horas. Enseguida se realiza una prueba que confirma que el sistema repite y opera adecuada-mente.
7. Capacitar al personal de mantenimiento y operación.
¿QUÉ PUEDE FALLAR?
Las fallas más comunes que se pueden presentar en la implementación de un sistema robotizado incluyen:• No tener una especificación clara del problema a resolver y/o no comunicar las necesidades correctamente al proveedor. • No prestar atención a las tolerancias y variaciones de la materia prima y del ensamble. • No posicionar, alinear y sujetar las piezas adecuada-mente. • No hacer un análisis de fallas.
CONCLUSIÓN
Los robots industriales son una herramienta que per-mite que una empresa aumente su productividad y efi-ciencia. Han alcanzado un alto grado de madurez lo cual permite que sea fácil integrarlos en un gran rango de operaciones. Sin embargo, dependen de que la materia prima sea uniforme y esté bien posicionada. Alimentar, posicionar y alinear la materia prima puede incrementar el costo del sistema hasta en un 300 por ciento. Para contrarrestar esto se están desarrollando sistemas de visión y sensores inteligentes que pueden ayudar al robot a encontrar las piezas fácilmente sin importar la posición de la pieza.
