Sistemas pórtico: la solución perfecta para cargas pesadas y zonas de trabajo amplias

Un beneficio principal de los sistemas pórtico es que tienen la habilidad de elevar cargas mayores a lo largo de distancias más largas. Por ejemplo, un pórtico cuadrado de 3 metros puede posicionar una carga útil de digamos 400 kg en cualquier lugar dentro de los 3 metros en ambos ejes. En cambio, un robot industrial tiene capacidad limitada en términos de carga de momento y cuando la carga se extiende más allá del robot, la carga útil se reducirá a medida que se vaya extendiendo del eje central. Por ejemplo, la carga útil se reducirá aproximadamente un 50% cuando el alcance horizontal se extiende a solo 0.7 metros con un robot típico de 6 ejes. Se necesitará un robot de tamaño considerable para una carga útil pequeña que se mueve en una distancia mayor. A medida que el área de trabajo crece en tamaño, incrementará la ventaja del coste del pórtico.

Resaltando los beneficios de un pórtico en un área mayor de trabajo, HepcoMotion ha estado trabajando con Avanti Conveyors, manipuladores de material a medida durante más de 18 años, suministrando una gama de soluciones de pórticos HDS2 para elevar pallets. Cada pórtico tiene una carga útil de 120 kg, con el eje X moviéndose a una velocidad de 2m/s, el eje Z moviéndose a 1.8m/s y el eje Z proporcionando una carrera de 2 metros. Desde unas longitudes de 12 metros hasta 30 metros, estos sistemas realizan tareas de manipulación en un área amplio, demostrando que son adecuados para trabajar en zonas de trabajo grandes. HepcoMotion ofrece una gama de pórticos – desde una carga útil ligera, de alta velocidad hasta cargas útiles muy pesadas, hay una solución para satisfacer los requerimientos de las aplicaciones del cliente.

HepcoMotion, experto en movimiento lineal, ha instalado recientemente un sistema pórtico HDS2 X-Z en su propia fábrica para proporcionar una planta multi-estación para realizar el acabado químico por inmersión. Basado en una carga útil total de 700kg con una velocidad nominal de 0.5m/s, esta solución proporciona una carrera del eje X de 14.000mm. La aplicación es idealmente adecuada para un sistema pórtico, ya que necesita elevar y cargar guías de 4 metros en 7 tanques de inmersión separados. Se utilizan dos cabezales para proporcionar estabilidad para maniobrar las guías de 4 metros; una forma y tamaño complejos que no se prestan a un robot. La guía HDS2 de carga pesada de Hepco con su amplia gama de rodamientos en V y guías lineales es ideal para esta aplicación y la gama de suministro de Hepco incluye todos los elementos mecánicos, tales como pies, vigas XZ, guías, rodamientos, cremallera y piñón, accionamientos por correa y cadena portacables, todo a medida, según las necesidades del cliente.

En algunos casos, el área de trabajo tiene que ser incrementado después de que un sistema haya estado funcionando durante un tiempo y una de las ventajas principales de un sistema pórtico es que se puede extender la longitud para aumentar la flexibilidad o incrementar unas instalaciones existentes. La necesidad de incrementar la producción impone una demanda adicional a los sistemas existentes y en lugar de invertir en un pórtico adicional, la preferencia es a menudo extenderlo si así fuera posible. Otros motivos para la necesidad de extender el sistema podrían ser realizar cambios en el proceso o en la aplicación.

Con un sistema pórtico, incrementar el alcance horizontal de por ejemplo de 2 m a 4 m es un proceso relativamente sencillo que requiere extender un solo eje para incrementar la longitud del recorrido. Todos los demás elementos del pórtico se mantienen igual con solo una viga afectada, haciendo que esta solución sea sencilla y coste-efectiva.

Recientemente, HepcoMotion tuvo esta petición de uno de nuestros clientes, IAC Engineering, una gran empresa dedicada a la integración y automatización eléctrica localizada en el sur de Gales. IAC Engineering tenía una aplicación donde su cliente había solicitado una mayor carrera vertical una vez que el sistema estaba montado. Hepco fue capaz de suministrar un recambio sólo para el eje Z, lo que incrementó la carrera tal y como se solicitó. El resto del sistema se mantuvo sin cambios, demostrando la flexibilidad de la solución de Hepco. Un robot industrial en la misma situación hubiera requerido un reemplazo completo.

Aunque sea posible adquirir robots que tengan un eje extensible para permitir mayores recorridos, esto afectará a la carga útil del robot, así que extender un eje no es siempre la mejor solución. Bajo la mayoría de circunstancias, para extender el alcance de un robot y mantener la misma carga útil, el cliente necesitaría adquirir el siguiente tamaño de robot, incurriendo en costes significativamente mayores.

Para una máxima eficacia, cualquier sistema debe tener unos continuos costes bajos de mantenimiento. Esto es particularmente relevante para las aplicaciones de servicios pesados, que cubren largas distancias con cargas muy pesadas. Los sistemas que pueden llevar a cabo un funcionamiento continuo, sin la necesidad de tener que pararlos de forma regular para realizar tareas de mantenimiento, tal como re-lubricación, son altamente valorados tanto por los diseñadores como por los ingenieros de producción.

Los sistemas pórtico de Hepco se basan en su tecnología de las guías en V. El sistema de las guías en V de Hepco tiene una acción única de barrido que expulsa la suciedad, haciendo que funcione particularmente bien en ambientes industriales arduos donde a menudo se utilizan. El diámetro exterior del rodamiento rueda a una velocidad mayor que el diámetro interior. La diferencia en la velocidad causa que las partículas más cercanas al centro se desplacen hacia la periferia y de esta forma ser eliminadas. Debido a la geometría de los puntos de contacto entre la guía y el rodamiento, la suciedad se elimina hacia el diámetro exterior del rodamiento en un movimiento espiral, fuera de la superficie de rodadura.

Cuando se requiera mantenimiento, el cliente quiere saber que el proceso sea sencillo y que no afectará demasiado el tiempo de producción. Todos los rodamientos utilizados en los carros del pórtico HDS2 de Hepco son del tipo desmontable y se pueden desmontar del carro sin la necesidad de quitar el carro por el extremo del eje. Esto significa que todo el proceso es muy rápido y se puede realizar con un tiempo de parada mínimo. Bajo condiciones lubricados, tampoco existe la necesidad de cambiar la guía. Cambiar rodamientos y piñones es comparativamente fácil y lo puede realizar el propio equipo de mantenimiento del cliente. Las soluciones integrales de robots habitualmente necesitan ser reparados por un especialista – lo que no sólo resulta en costes adicionales, si no que también supone un inconveniente extra.

Fabricar nuevos productos en una línea de ensamblaje existente es un reto frecuente que afrontan los clientes y que además va de mano con el deseo de integrar un pórtico o robot automatizado en el sistema. Ya que un robot es completamente programable, puede ser todo un reto integrarlo en un sistema existente. Sin embargo, un sistema pórtico es más sencillo y coste-efectivo de integrar. Muchas soluciones de maquinaria existentes se accionan mediante controles PLC sencillos y los sistemas de control complejos de un robot de 6 ejes pueden resultar complejos y costosos de integrar. En cambio, un sistema pórtico de 3 ejes normalmente suele ir a la par con el controlador existente y se puede integrar completamente en las funciones existentes de la máquina.

Como los pórticos se montan arriba, o a veces por debajo de la zona de trabajo, ofrecen la ventaja añadida de ahorrar un espacio preciado en el suelo, resultando en una zona de trabajo más eficiente que el tradicional robot industrial. Cuando el espacio sea un aspecto importante, esto es particularmente relevante, y aún más cuando el espacio para la protección del robot también se tiene que tener en cuenta. Los pórticos también permiten un mejor acceso a las estaciones de trabajo. Con los fabricantes centrados en reducir tiempos de parada para maximizar la productividad, la habilidad de acceder de forma rápida a las estaciones de trabajo es claramente un beneficio.

Resumiendo, si la aplicación no requiere un movimiento complejo que necesite los 6 grados de libertad, hay una buena probabilidad que un pórtico sea la opción más ventajosa, particularmente cuando se mueven cargas pesadas a lo largo de amplias zonas de trabajo.