02.10.2019

La robótica es una fuente de oportunidades para la construcción en madera

En la actualidad, el aumento del uso de la robótica en muchos sectores es patente. También brinda nuevas oportunidades para la construcción de casas. Sin embargo, debemos preguntarnos cuáles son los campos de aplicación industriales actuales, cuáles son las ventajas y los límites de la robótica, y qué cuestiones hay que tener en cuenta para elegir el robot adecuado.

Artículo de la revista especializada HOLZBAUER spezial, 01/2019, www.wirholzbauer.ch.

El término "robot", de procedencia eslava, deriva de la palabra "robota" que significa "servidumbre" o "trabajo forzado". Este significado describe muy bien al robot industrial de hoy en día, ya que, en sentido estricto, también realiza trabajos forzados predeterminados. Los relatos de ciencia ficción han influido en nuestra visión actual de los robots: máquinas que sirven obedientemente a los humanos y que realizan todos los trabajos duros.

Los robots en la construcción en madera

El uso de robots en la industria del mueble hace tiempo que está consolidado. Aunque también hay aplicaciones robóticas que ya se utilizan en el sector de la construcción en madera con buenos resultados. El uso más común entre las empresas de construcción en madera es la fabricación de armazones. En esta aplicación, el robot está integrado en una estación de armazón y coloca distintos travesaños en el armazón. Durante el proceso de colocación, el robot distingue entre los travesaños especiales y los normales. Se utilizan distintos puestos de recogida y diversos procedimientos de colocación. En función de si son vigas, travesaños o maderas de balaustradas, por ejemplo, se colocan en sentido transversal, longitudinal o diagonal. Además, el robot de seis ejes trabaja en un radio de 3500 mm. Puede colocar tanto travesaños normales como especiales, con una longitud de entre 780 y 3500 mm. Los cortes transversales que antes eran de 40 y 160 mm, ahora pueden alcanzar los 100 y 250 mm respectivamente, y se pueden introducir vigas superiores e inferiores de mayor longitud directamente en las instalaciones de ensamblaje conectadas.

Travesaños de hasta 75 kilos

El trabajo está parametrizado, por lo que es mucho más flexible que el trabajo mediante aprendizaje. Por este motivo, solo es necesario conocer las dimensiones extremas. El robot se encarga de calcular el resto. Los parámetros relevantes son los cortes transversales y las longitudes de la madera. El robot que se utiliza para esta aplicación estándar es uno clásico de seis ejes, que puede completar hasta seis ciclos por minuto (en otras aplicaciones puede completar hasta 15 ciclos). La ergonomía es un factor importante para utilizar un robot en estas actividades con gran carga física. El robot puede manipular travesaños de hasta 75 kg

Para esta aplicación se utiliza una pinza de apriete que sujeta los travesaños desde arriba. La pinza está equipada con un motor de aire y un sistema de medición de recorrido para así ofrecer un alojamiento más rápido. Además, la pinza contiene topes de retención automática, que siguen sujetando la madera incluso en caso de que falle la presión. En el interior de la pinza hay sensores de presión que se encargan de intercambiar señales cuando hay tensión. Con los sensores, la pinza es capaz de detectar las vigas que no puede sostener, reaccionando así al respecto.

Múltiples usos

Los robots son la solución perfecta para operaciones en serie en las que trabajan con rapidez y precisión, y liberan a los empleados. Una vez que lo ha aprendido, un robot se podría utilizar para el transporte de material y la logística de almacenes (por ejemplo, para clasificar y almacenar materiales de revestimiento). En la línea de producción, también podría encargarse de extraer los tableros del almacén o del sistema de transporte, y colocarlos sobre los elementos. En la fabricación de construcciones prefabricadas ya han surgido ideas similares, y se han dado los primeros pasos en esa dirección.

Gracias a la flexibilidad de los robots industriales, también se puede prever su uso en otros puntos de la producción, como por ejemplo la aplicación de adhesivos, los acabados o la colocación de soportes para los enchufes, de sistemas de calefacción o sistemas eléctricos. La robótica ofrece una gran variedad de oportunidades y, sin duda, influirá de manera significativa en el futuro de la construcción en madera.

El robot adecuado

Tanto en la industria maderera como en cualquier otro sector, lo primero que hay que tener en cuenta para diseñar una aplicación robótica es el ámbito de uso. Las siguientes cuestiones pueden ayudar a determinarlo:

• ¿El robot forma parte de una aplicación de mecanizado?
• ¿De qué tareas se va a encargar el robot (manipulación, mecanizado, clasificación)?
• ¿Cómo es el entorno en el que se ubicará el robot (zonas de preparación, condiciones del lugar)?
• Para las tareas de clasificación, se deben aclarar la formación de pilas y los cantos cero de la pila.
• ¿Cómo se va a mover o manipular la gama de piezas (pinzas, ventosas, travesaños)?
• ¿Qué material se va utilizar? ¿Es poroso, de alta adherencia o tiene superficies delicadas?
• ¿Qué rendimiento debe obtenerse con el robot?
• ¿Cuántos ciclos deben realizarse?
• ¿Qué interfaz se utiliza para identificar las piezas (RFID, código QR, lista de pila o entradas manuales)?

Para uso industrial

Un robot que se utilice, por ejemplo, en la industria automovilística para pintar puertas, no se puede utilizar para manipular tableros de madera o travesaños (vigas) de la noche a la mañana. Con cada nuevo desarrollo, los fabricantes de robots son capaces de adaptarlos todavía más a las diferentes tareas de los usuarios y de conseguir, entre tanto, una personalización excepcional. Por un lado, existe la cinemática paralela (empleada en los robots de pórtico) y, por otro, la cinemática en serie (es el caso de los robots de seis ejes o los robots paletizadores). La cinemática en serie es la más común en la industria del mecanizado de madera.

La otra alternativa a los robots industriales es la utilización de pórticos. Mientras que un pórtico destaca por ocupar poco espacio y proporcionar un mayor rendimiento por ciclo, los robots suelen ofrecer importantes ventajas en cuanto a la disponibilidad, la altura del techo, las posibilidades de reutilización y el área de trabajo. En los últimos años se ha producido un aumento creciente y constante en el uso de robots en la industria por diferentes razones. Además de los beneficios económicos, los robots también aportan una serie de ventajas técnicas.

Se destacan tres aspectos:

• Hoy en día, la disponibilidad de los robots es extremadamente alta. En el 99,9 % de los casos, los robots superan con creces las soluciones con pórticos convencionales.
• La gran vida útil de los robots industriales permite que se puedan utilizar de forma muy variada. Los robots pueden emplearse continuamente sin problemas las 24 horas, los 7 días de la semana, durante los 365 días del año.
• Una de las principales razones es el bajo coste de producción. Esto se debe a que los robots requieren apenas mantenimiento. Justamente por este argumento, es recomendable utilizar robots en la industria del mecanizado de madera. La cinemática cerrada evita que apenas se ensucien los lugares de difícil acceso. El uso de componentes de alta calidad también influye en el escaso mantenimiento. Gracias a los motores eléctricos de bajo consumo y al reducido suministro eléctrico que necesitan, los robots consumen muy poca energía.

Otros argumentos a favor del uso de robots son la escasez de mano de obra especializada, la capacidad de mantener las máximas exigencias de calidad y la flexibilidad de la inversión para otras aplicaciones. El gran número de ventajas que ofrece un robot en combinación con los costes de adquisición relativamente bajos hace que se trate de una inversión rentable a corto plazo.

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