racionalización en la alimentación de piezas

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Blue Digest

on Automation

053 790

Hesse

Racionalización en la alimentación de piezas

328 mm

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Ordenar, clasificar, controlar y alimentar

Hesse

Racionalización en la alimentación de piezas

Racionalización en la alimentación de piezasOrdenar, clasificar, controlar y alimentar

Blue Digeston Automation

HandlingPneumatics

Stefan Hesse

Blue Digest on Automation

© 2000 by Festo AG & Co.Ruiter Straße 82D-73734 EsslingenTel. 0711 347-0Fax 0711 347-2144

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El “el sagrado y bendito orden ...” ya fue importante para el poeta alemánSchiller. Sin un marcado sentido del orden no es posible fabricar utilizandométodos modernos. En ese sentido, la pregunta esencial siempre es la siguien-te: ¿cómo conseguir que las piezas que vienen desordenadas queden orientadasde tal manera que puedan incluirse en el correspondiente proceso de fabrica-ción? Este interrogante también es interesante desde la perspectiva económica,ya que el proceso de ordenar y orientar piezas puede ser costoso. Una vez queestán ordenadas las piezas, suele intentarse mantener su orientación durantetodo el proceso. Sin embargo, ello no siempre es posible, ya que puede sucederque en determinados procesos el almacenamiento de las piezas en esas condi-ciones sea demasiado caro; asimismo, ciertos procesos eliminan el orden unavez establecido y, además, existen determinadas circunstancias que exigen eli-minar el orden establecido. En consecuencia, en muchas ocasiones puede resul-tar recomendable o necesario volver a ordenar las piezas según otro criterio.Pero, ¿cómo hacerlo? ¿Cómo ordenar las piezas?

En este libro se explica el funcionamiento de diversos equipos y los proce-dimientos que permiten orientar las piezas. Entre ellos están los sistemas deavance por vibración, que transportan más del 80% de las piezas pequeñasfabricadas en grandes series. Además se ofrecen informaciones sobre otrossistemas de almacenamiento y alimentación de piezas. En la actualidad existensistemas de detección de piezas mediante procesamiento de imágenes, capacesde alcanzar un nivel de rendimiento sorprendente. Estos sistemas son versátiles,pueden “aprender” recurriendo a muestras de piezas, e incluso son capaces dereconocer ópticamente ciertas características de las piezas fabricadas.

Quien busca la técnica más adecuada para racionalizar su sistema de fabricacióno quien se dedica a la planificación de sistemas de producción, necesariamentetiene que conocer las posibilidades que están a su disposición. El presente libropretende informar sobre las alternativas disponibles y se dirige a los especiali-stas que no desean volver a inventar soluciones ya existentes a las que puedenrecurrir. Un planteamiento sensato, ya que en esta especialidad existen muchosequipos en funcionamiento, con lo que se ha acumulado mucha experiencia enla materia.

Stefan Hesse

Prólogo

Indice

Prólogo

1 Manipulación de piezas en los procesos de fabricación y montaje .................. 9

1.1 El desarrollo de la técnica de la alimentación de piezas .............................. 91.2 Requisitos y campos de aplicación .................................................................. 121.3 Sistemas versátiles de clasificación y alimentación de piezas ................ 14

2 Depósitos con sistemas para la alimentación de piezas .................................... 18

2.1 Sistemas de avance por vibración .................................................................... 182.1.1 Funcionamiento ........................................................................................... 182.1.2 Tipos ............................................................................................................... 222.1.3 Espiral de avance ........................................................................................ 25

2.2 Sistemas de avance por fuerza centrífuga ..................................................... 302.2.1 Estructura y funcionamiento .................................................................... 302.2.2 Piezas características y rendimiento ..................................................... 31

2.3 Sistemas de avance escalonado ....................................................................... 312.3.1 Estructura y funcionamiento .................................................................... 312.3.2 Aplicaciones ................................................................................................. 32

2.4 Sistemas de avance por segmentos ................................................................. 322.4.1 Estructura y funcionamiento ................................................................... 322.4.2 Piezas características y rendimiento ..................................................... 33

2.5 Sistemas de avance oblicuo o perpendicular ................................................ 332.5.1 Estructura y funcionamiento .................................................................... 332.5.2 Piezas características y rendimiento ..................................................... 34

3 Técnicas para ordenar piezas ...................................................................................... 35

3.1 Principios básicos para ordenar piezas ........................................................... 353.2 Orientación de piezas con elementos mecánicos ........................................ 393.3 Orientación de piezas con elementos neumáticos ...................................... 533.4 Orientación de piezas electromagnéticamente ............................................. 573.5 Orientación de piezas con sistemas de detección óptica .......................... 59

3.5.1 Ventajas y procedimientos ...................................................................... 593.5.2 Sistemas de identificación ...................................................................... 623.5.3 Análisis de características ....................................................................... 643.5.4 Programación para sistemas de detección

de imágenes y de clasificación .............................................................. 663.6 Ordenar y clasificar piezas de características diferentes ........................... 68

4 Controlar y contar piezas .............................................................................................. 71

4.1 Los parámetros de mayor importancia para el proceso ............................. 714.2 Contar ........................................................................................................................ 72

5 Entregar piezas debidamente ordenadas y orientadas a un cargador ........... 74

5.1 Configuración de la salida de un sistema de avance por vibración ....................................................................................... 74

5.2 Configuración de los cargadores ....................................................................... 77

6 Sistemas auxiliares ......................................................................................................... 81

6.1 Sistemas para la reducción del nivel de ruido .............................................. 816.2 Sistemas para rellenar depósitos ..................................................................... 816.3 Sistemas para controlar el nivel ........................................................................ 84

7 Técnicas de manipulación de piezas ......................................................................... 86

7.1 informaciones técnicas básicas ......................................................................... 867.2 Ejemplos de aplicaciones .................................................................................... 87

7.2.1 Alimentación mediante sistema de avance por vibración ............. 877.2.2 Sistemas de reconocimiento de características sin contacto ....... 917.2.3 Ordenar según el método electromagnético ..................................... 927.2.4 Ordenar por fases, con reconocimiento mediante imagen ........... 937.2.5 Ordenar con medios aerodinámicos .................................................... 94

8 Selección de sistemas para la alimentación de piezas ....................................... 96

8.1 Formas de las piezas y grados de dificultad .................................................. 968.2 Perfil del rendimiento ........................................................................................... 978.3 Algoritmo de selección ...................................................................................... 1008.4 Consideraciones económicas ........................................................................... 100

9 Glosario ....................................................................................................................... 103

Datos bibliográficos ....................................................................................... 107

Indice temático ............................................................................................... 110

1 Manipulación de piezas en los procesos de fabricación y montaje

La moderna fabricación exige, en la mayoría de los casos, el uso de sistemasautomáticos de alimentación y manipulación de piezas individuales, grupos depiezas y productos. La automatización de los equipos permitió reducir lostiempos necesarios para la ejecución de numerosos procesos de fabricación. Sinembargo, en muchos casos la alimentación de las piezas a las máquinas siguehaciéndose manualmente, con lo que el tiempo necesario para la manipulaciónde las piezas es mayor. Esta situación constituye un potencial de racionalizaciónque debería aprovecharse debidamente.

En la actualidad existe una tendencia a combinar el flujo de los productos y delas piezas con el flujo de la información. Se trata, pues, de un campo muyamplio, en el que la técnica de la manipulación asume una importancia especial.Una de las operaciones de manipulación más costosas y complicadas consisteen ordenar y orientar piezas pequeñas de modo automático. Se trata de piezasque se utilizan con mucha frecuencia y suelen tener unos 200 mm de largo,50 mm de diámetro y aproximadamente hasta 0,5 kg de peso.

La necesidad de reorganizar y racionalizar los sistemas de alimentación demateriales y piezas adquirió importancia por primera vez cuando empezó lafabricación de productos en grandes series como, por ejemplo, bombillas,agujas, munición, botones y tornillos. Ya en 1873 el estadounidense Spencerconstruyó un autómata giratorio para la alimentación automática de barras.Años antes, concretamente en 1865, se empezó a utilizar un sistema automáticopara recoger piezas para fabricar tornillos de madera. A mediados de los años20 del siglo XX solía utilizarse un depósito segmentado para alimentar varillas ytubos de vidrio en la industria de bombillas eléctricas.

Por esas épocas también se impuso el sistema de avance por vibración. A finalesdel siglo XIX empezaron a utilizarse máquinas vibratorias con tamices paraseparar piezas a granel. Poco después se descubrió que el método de la vibra-ción también permitía transportar piezas individuales, con lo que surgió la líneade transporte por vibración. Sin embargo, el problema consistió en que laspiezas lisas y planas solían quedarse “pegadas” a la cinta debido a la tensiónsuperficial generada por la existencia de una película de aceite en la superficiede las piezas. Asimismo surgió el problema ocasionado por el efecto aero-dinámico que provoca una unión de las piezas a alta velocidad, en vez desepararlas.

Las primeras patentes para máquinas de vibración fueron registradas ya en elaño 1850. A mediados de los años cuarenta del siglo XX, la empresa SyntronCompany of America consiguió patentar un sistema para ordenar, transportar yalmacenar piezas. En el transcurso del tiempo también aparecieron diversostipos de depósitos con sistemas de alimentación que funcionaban con segmen-tos, pasadores y tubos para recoger las piezas. Todos estos sistemas siguenutilizándose en la actualidad. En las máquinas herramienta continúan empleán-dose preferentemente sistemas de alimentación mediante cargadores, aunqueéstos suelen llenarse manualmente. Al hacerlo, se efectúan controles visuales,una operación muchas veces inevitable. Sin embargo, las empresas más

9

1

Manipulación de

piezas en los procesos

de fabricación

y montaje

1.1 El desarrollo de latécnica de la alimenta-ción de piezas

modernas descubrieron muy pronto que la técnica del avance por vibración esrelativamente sencilla y económica y que incluso puede utilizarse para realizaroperaciones de montaje. En un libro publicado hace ya más de cincuenta años[1] se describe un sistema de unión de piezas en una “caja vibratoria”.

Un técnico explica lo que sucede con las piezas pequeñas: “Aquí, en nuestrafábrica, los diminutos ejes huecos se depositan en un recipiente cilíndrico dehierro para introducir en ellos los vástagos. Éstos se encuentran sujetos en posi-ción vertical en un disco en el fondo del recipiente. Los ejes, que apenas sedistinguen a simple vista, están mezclados con varillas de acero que tienen untamaño algo mayor. A continuación conectamos la corriente y el recipienteempieza a vibrar. Las varillas remueven los ínfimos ejes hasta que éstosterminan uniéndose por sí solos a los vástagos que tienen el tamaño de una pata de mosca.”

Este técnico nos describe cómo, hace 60 años, se unían piezas pequeñas derelojería mediante vibración en la entonces pujante industria relojera de la SelvaNegra al sur de Alemania.

Muchas piezas pueden ordenarse fácilmente en un sistema vibrador. Las piezasse elevan en una espiral que dispone de diversos elementos selectores mecáni-cos (o “chicanes”) que se encargan de orientarlas (fig. 1-1).

Con este método convencional es posible conseguir los siguientes rendimientos:• Resortes de compresión de 0,5 x 5 x 16,5 mm 20 unidades por minuto• Juntas para bujías, diámetro de 16,9 mm 38 unidades por minuto• Tapas para bujías, de 14 mm 38 unidades por minuto• Pequeñas placas de cerámica 50 unidades por minuto• Tuercas para cables 38 unidades por minuto

Se sobreentiende que el método para ordenar y orientar piezas mediante siste-mas de vibración se complica si aumentan las características de las piezas (asi-metrías) y, en consecuencia, si aumentan sus posibles orientaciones. Por ellosurgieron nuevas ideas para sustituir los elementos mecánicos por otros quefuncionan sin entrar en contacto con las piezas. En la fig. 1-2 se muestra unmétodo que permite detectar y evaluar el perfil de las piezas en dos planos. Las

1 Manipulación de piezas en los procesos de fabricación y montaje10

Fig. 1-1:

Sistema de orientación de

piezas mediante depósito

vibratorio con espiral para

el avance de piezas

1 Pieza

2 Superestructura con

espiral vibratoria

3 Aplicación de vibraciones

lineales y giratorias

4 Elementos selectores

mecánicos (“chicanes”)

para orientar las piezas.

4

1 2 3

Ordenar por orientación

Ordenar por selección


informaciones (señales) obtenidas mediante las imágenes de dos planos de laspiezas llegan a una cámara CCD a través de un conductor de fibra óptica. Unavez hecha la evaluación de los datos respectivos, las piezas se desvían hacia loscorrespondientes canales de clasificación. Este método ha ido madurando y hoydía es una solución muy difundida, utilizada en la industria para alimentar pie-zas pequeñas. Más adelante profundizaremos sobre este tema.

La técnica de alimentación de piezas siempre tiene que analizarse en combina-ción con las demás instalaciones ya que son parte de un sistema de producción.Desde la perspectiva del proceso de fabricación completo, la alimentación depiezas no es más que un proceso auxiliar que puede ser de diversas variantestécnicas, tal como consta en el esquema de la fig. 1-3. Si, por ejemplo, lafabricación del producto se realiza directamente junto a la cinta de transporte, lamanipulación de las piezas es más sencilla. No obstante, la versatilidad es muyreducida. La entrega de piezas unidas por elementos auxiliares, por ejemplo enel caso de componentes electrónicos, es relativamente sencilla, ya que la mani-pulación de las piezas se logra por medios técnicos simples. En estos casos, lossistemas son más versátiles, aunque es necesario recurrir a material auxiliar adi-cional que posteriormente es desechado. La entrega de piezas mediante car-gadores es muy práctica, especialmente si las piezas se introducen en

11

Fig. 1-2:

Sistema óptico de captación

de 2 planos (según Cronshaw,

1980)

1 Fuente de luz de rayos

paralelos

2 Conductor de fibra óptica

3 Unión de los conductores

de luz

4 Cámara CCD

6 Sistema de alimentación

7 Carril

Fig. 1-3:

Algunas variantes técnicas

para la entrega de piezas

pequeñas para la fabricación:

montaje y control

Alimentación de piezas

EsperaAlimentación

Cargador individualCartucho

OrdenarCargar

Piezas a granel Cargadoresapilados

EsperaEntrega por pilas

EsperaAlimentación

Cargador sin fin(cinta)

V M

M

M

M

MecanizadoAlimentación

Mecanizadoprevio integrado

7

2

3

45

1

1 6

el cargador mediante operaciones ejecutadas antes del proceso de fabricacióncomo tal. Sin embargo, si el proveedor entrega las piezas en un cargador, esposible que los costos aumenten considerablemente. Si los ciclos de los proce-sos son cortos, es posible que el frecuente cambio de los cargadores signifiqueuna pérdida importante de tiempo productivo. Al utilizar cargadores apilados, elsistema de manipulación tiene que ser capaz de modificar la disposición queoriginalmente tienen las piezas en dichos cargadores. En muchas ocasiones laspiezas son suministradas a granel en cajas, sacos u otros recipientes. En esecaso, es necesario retirar las piezas del recipiente para ordenarlas y orientarlasy, a continuación, introducirlas en un cargador [2 hasta 5].

Para que una pieza pueda ser mecanizada, es necesario que llegue a la zona detrabajo de la máquina correspondiente. A continuación, tiene que retirarse nue-vamente, a menos que se trate de una operación de montaje. Para alimentar lapieza, por lo general es necesario que esté disponible en determinado momentoy en una posición específica (orientación y posición). Frecuentemente, la opera-ción de entregar las piezas a la máquina no exige el uso de un método determi-nado. El proceso de entrega de las piezas se denomina “alimentación”. En la fig.1-4 se ofrece un esquema general simbólico de alimentación de piezas.

Para elegir correctamente los elementos que se encargan de ordenar y orientarlas piezas, es necesario saber cómo se comportan las piezas si, por ejemplo, seencuentran en ranuras o acanaladuras vibratorias. En la fig. 1-5 podemosobservar cómo las piezas cilíndricas giran alrededor de su eje longitudinal alsalir del canal de vibración. Si las piezas cilíndricas están provistas de algúnelemento saliente lateral, es posible aprovechar dicho elemento para conseguirorientarlas. En ese caso, las características del movimiento de la pieza misma setransforman en el factor decisivo para conseguir orientarlas. ¿Qué se entiendebajo el concepto de características del movimiento de una pieza?

Las características de movimiento de una pieza están constituidas por la

totalidad de los estados típicos de una o varias piezas provocados por fuerzas

externas, incluyendo la fuerza de la gravedad.


1.2 Requisitos y campos de aplicación

Fig. 1-4:

Esquema genérico de

alimentación de piezas

1 Piezas en posición

indistinta (casual,

a granel)

2 Entrega de piezas en

determinado momento

y en una posición definida

en función de su

orientación en el espacio

U = grado de desorden.

Entrada Sistema dealimentación

Salida

U = Umáx

Operación dealimentación

Umáx – Umín

U = Umín = 0

1 2

S

w

v

u 0 x

y

z


Es posible diferenciar entre 10 tipos básicos de piezas con comportamientoscaracterísticos: irregulares, planas, cilíndricas, en bloque, en forma de hongo,cónicas, piramidales, huecas, esféricas y longitudinales, además de piezascomplejas que combinan varias formas básicas y otras piezas macizas de formasirregulares.

Para automatizar tareas de manipulación de piezas es necesario tener suficienteinformación sobre ellas. En este sentido es indispensable:• disponer de una descripción precisa de la pieza, • conocer su comportamiento en reposo y• saber cómo se comporta en movimiento.

Una pieza que deberá ser manipulada puede describirse de la siguiente manera:• Masa (valor teórico, tolerancias de la masa, masa después del mecanizado)• Propiedades del material

- Propiedades mecánicas (dilatación, dureza, porosidad, etc.)- Propiedades electromagnéticas (conductividad, permeabilidad, etc.)- Propiedades térmicas (conductividad, capacidad de absorción, etc.)- Propiedades químicas (resistencia a la corrosión, tendencias higroscópicas,etc.)

• Geometría- Forma (interior, exterior, etc.)- Dimensiones (largo, ancho, alto)- Relación entre las dimensiones

• Calidad de la superficie- Estado (temperatura, humedad, presencia de una película de aceite, etc.)

• Otras características que influyen en la operación de manipulación (centro degravedad, lugares apropiados para la sujeción, etc.)

Además también es recomendable diferenciar las piezas que sirven de muestrade aquellas que se fabrican en serie. Para realizar pruebas y elegir el sistema

13

Fig. 1-5:

Los movimientos giratorios

pueden aprovecharse para

ordenar piezas

r

de alimentación más adecuado, deberá recurrirse a numerosas piezas fabri-cadas en serie y, de ser posible, pertenecientes a diferentes lotes de fabricacióno, también, a piezas mecanizadas por varias herramientas aparentementeidénticas. Especialmente tratándose de piezas de plástico bien puede ser queestén deformadas, que varíen sus dimensiones o que cambie la calidad de sussuperficies (rugosidad, brillo, etc.). Todas estas características pueden modificar,por ejemplo, las características de deslizamiento de las piezas en ranuras oacanaladuras.

Estos sistemas se utilizan en todas las ramas industriales que trabajan conpiezas pequeñas. Entre ellas, cabe recalcar las siguientes:• Industria procesadora de metales (ejes, herrajes, brocas, pernos, etc.)• Electricidad/Electrónica (bornes, placas de cerámica, contactos, etc.)• Industria procesadora de madera (tacos, piezas de juguetes, piezas de

herrajes, tornillos, etc.)• Técnica de galvanización (cuerpos de detectores, tuercas, soportes, herrajes,

etc.)• Fabricación de piezas de plástico (piezas intercaladas, cuerpos de plástico,

piezas de cepillos, etc.)• Industria de productos farmacéuticos y cosméticos (tabletas, partes de

cepillos de dientes, casquillos de lápices labiales, etc.)• Montaje y embalaje (pernos roscados, ejes, discos, tuercas, etc.)• Industria de joyería y bisutería (piezas estampadas, piedras de bisutería, cajas

de relojes, piezas de cartones, etc.) • Industria textil y de confección (botones, piezas de cremalleras, agujas, etc.)• Mecánica de precisión/óptica (lentes, monturas, anillos, piezas estampadas,

punzonadas y cortadas, etc.)• Industria alimentaria (tapas, recipientes sometidos a presión, válvulas de

aerosoles, etc.)• Técnica médica (piezas inyectadas, ampollas de vidrio, tapas, juntas, etc.)

Considerando que las piezas pueden ser de tipos muy diversos y tenernumerosas variantes, y teniendo en cuenta que los lotes de fabricación puedenser pequeños, es necesario que los sistemas de alimentación de piezas seanmuy versátiles. De ser posible, incluso deben ser programables. De lo contrariosería necesario idear un sistema de alimentación para cada tipo de pieza, lo quegeneraría costes excesivos y con lo que la solución automatizada sería poco ren-table. Este planteamiento indujo a la empresa inglesa Bowl-Feeders Automationa inventar en los años sesenta un sistema de avance por vibración que permitíasustituir el tramo de salida tangencial de la espiral que contenía los elementosmecánicos necesarios para ordenar y orientar las piezas correspondientes. Sinembargo, este tipo de soluciones no llegaron a imponerse del todo en elmercado.

Una de las características que determina la versatilidad de un sistema es sucapacidad de reconocer y desviar piezas defectuosas. Pero en sistemas demontaje automático es necesario que, además, lleguen a la máquina úni-camente piezas que sean idénticas. En el caso de tornillos, por ejemplo, pueden


1.3Sistemas versátiles de clasificación yalimentación de piezas


haber piezas defectuosas por faltarles la rosca o porque la rosca no es regular.En consecuencia, es necesario apartar estas piezas. Tratándose de piezasestampadas, punzonadas y cortadas, es posible detectar las piezas defectuosaso equivocadas que constan en la fig. 1-6. Estas piezas pueden corresponder alcomienzo o al final de la cinta de chapa o, también, pueden ser el resultado deun corte deficiente. Al trabajar con barras es posible obtener piezas residualessimilares que también tienen que ser apartadas del sistema.

Los sistemas de alimentación versátiles tienen que disponer de las siguientescaracterísticas [6 hasta 9]:• Asegurar y mecanizar piezas en una posición (orientación) definida. Gran

precisión de repetición• Excluir cualquier daño mecánico o deformación de piezas sensibles• Detectar piezas defectuosas (no identificables, dañadas, de medidas y formas

diferentes a las toleradas) y desecharlas• Tiempos de preparación cortos. A ser posible, simplemente pulsando un

botón. Insensibilidad a variaciones ínfimas (ocasionadas por suciedad, reba-bas, etc.)

• Gran capacidad mediante sistema de carga de piezas en espacios mínimos y,además, cambio fácil de los sistemas de almacenamiento de piezas

• Fácil acceso a la zona de entrega de las piezas mediante sistemas de sujeciónautomáticos (espacio adecuado para los movimientos de las pinzas)

• Capacidad de almacenar una cantidad suficiente de piezas y gran disponibili-dad mediante una tecnología fiable

En la práctica, para la alimentación de piezas se ha impuesto el sistema dedepósito vibratorio con espiral, así como también otros sistemas de cargadoressimilares, combinados con equipos de detección automática de imágenes y concomponentes de distribución. Su ventaja esencial consiste sobre todo en quepermiten clasificar, ordenar y orientar lotes de piezas mixtas. Dado que lamayoría de los sistemas modernos no utilizan selectores mecánicos, se trata desistemas de alimentación programables.

15

Pieza correcta

Piezas defectuosas o equivocadas

Fig. 1-6:

Piezas defectuosas o

residuales que pueden

ocasionar graves

perturbaciones en

el proceso de fabricación

El rellenado de cargadores planos constituye otra alternativa viable. Éstos estánprovistos de aberturas cuyas formas equivalen a las de las piezas. Al avanzar laspiezas por el efecto de la vibración, las que casualmente se encuentran en laposición correcta caen por las aberturas. Aquellas que se encuentran en unaposición incorrecta continúan avanzando para posteriormente volver por elmismo lugar. En la fig. 1-7 se muestra un sistema de esta índole. Únicamente elcargador debe tener un diseño específico para cada tipo de pieza [10].

Para fabricar componentes electrónicos, hace ya mucho tiempo que se utilizancintas de transporte para la alimentación de placas de circuitos impresos. Laspiezas avanzan por ciclos, una detrás de otra, en las cintas que pueden ser lisaso adhesivas (blíster). También es posible utilizar cintas de avance secuencial quetransportan piezas diferentes en función de las secuencias de las operacionesde montaje. Este tipo de sistemas de alimentación se distingue por no tener queadaptarse a las piezas que transportan, ya que para todas ellas se utilizan lasmismas cintas lisas o adhesivas. Estos sistemas alcanzan un nivel satisfactoriode versatilidad.

Otra alternativa consiste en tratar de imitar los movimientos del ser humano al“tomar una pieza de una caja”. Para el hombre, este trabajo no constituyeproblema alguno, ya que con los ojos ve cómo están dispuestas las piezas en lacaja, a continuación escoge una que se encuentra en una posición aceptable yfinalmente la coloca en la máquina. En principio, un robot puede hacer lomismo. Ya hay prototipos que en el transcurso del tiempo llegarán a ser utiliza-dos en las fábricas. Concretamente se trata de robots provistos de una cámaraláser para imágenes en 3 dimensiones. Una vez detectados los perfiles de unapieza, el ordenador del robot calcula los puntos más adecuados para sujetarla.Así, las piezas pueden encontrarse en cualquier posición, aunque siempredeben tener superficies adecuadas para que las pinzas puedan sujetarlas ade-cuadamente. Los prototipos de estos robots utilizados en centros deinvestigación para realizar pruebas y experimentos ya están funcionando en laindustria.


Fig. 1-7:

Equipo versátil para introducir

piezas pequeñas en un

cargador

1 Grupo de montaje

2 Sistema de alimentación

del cargador

3 Depósito vibratorio

con espiral

4 Cargador de placas

5 Unidad de vibración

longitudinal

6 Línea de montaje

7 Portaobjetos

8 Robot de montaje

9 Piezas dispuestas para

el montaje

4 1

23

7

5 6

9

8


La situación es más sencilla si hay que tomar piezas de una mesa o de una cintade transporte. En este sentido, un sistema de vibración horizontal puede hacerlas veces de mesa, tal como puede apreciarse en el esquema de la fig. 1-8.

Este sistema puede explicarse en pocas palabras. Basta que un sistema detransporte (por ejemplo, una mesa vibratoria horizontal) se encargue de colocarlas piezas en la zona visual de una cámara; así, casi siempre una pieza se encon-trará en el lugar apropiado para que la recoja la pinza. Para que las piezas seencuentren en una posición estable, avanzan a lo largo de un sistema escalona-do, ya que de esa manera caen sobre su lado plano y se separan las que estánsuperpuestas. Una vez que el sistema detecta una pieza que puede tomar, secalculan las coordenadas y el robot recibe las señales correspondientes.Entonces, éste toma la pieza con la pinza. Las piezas que sobran vuelven a caeren el depósito. Se sobreentiende que en vez del sistema de vibración horizontaltambién es posible utilizar una cinta de transporte que avance por ciclos.

Este sistema es relativamente versátil ya que permite programar la forma de laspiezas. El uso de robots con cámaras es una variante apropiada para numerosasaplicaciones modernas.

17

Fig. 1-8:

Ordenar y sujetar piezas

ubicadas en una mesa

1 Cámara

2 Campo visual

3 Robot con pinza

4 Pieza en posición correcta

5 Pantalla del sistema

de detección

6 Mesa escalonada

7 Pieza en posición

incorrecta

8 Sentido del movimiento

vibratorio

5

6

7

1

2

3

4

8

Los depósitos con sistemas de alimentación contienen piezas que se encuentranen posiciones indefinidas y están provistos de elementos que permiten ordenar-las y orientarlas. En consecuencia, las piezas salen del depósito en posicionesdefinidas. Para conseguir ordenar y orientar las piezas originalmente desordena-das pueden aplicarse los siguientes principios técnicos:• Recogida con segmentos giratorios, levas, aletas o tubos• Deslizamiento de las piezas a lo largo de cantos de referencia para orientar-

las • Caída de las piezas a través aberturas perfiladas y paso por conductos de

formas definidas• Activación de vibraciones y uso de elementos mecánicos de orientación• Aprovechamiento de la fuerza centrífuga• Recogida de las piezas mediante fuerza magnética

En la fig. 2-1 se muestra el esquema de un sistema de esta índole. Todos loselementos utilizados para que las piezas queden orientadas de una maneradeterminada entran en contacto con ellas. Esta modalidad puede tener des-ventajas, especialmente considerando que es posible que se produzcan lossiguientes daños:• Asperezas o pérdida de brillo por fricción• Marcas ocasionadas por piezas que caen• Acumulación de suciedad por carga electrostática, especialmente tratándose

de piezas de plástico

A continuación se ofrecen explicaciones más detalladas relacionadas con losdepósitos provistos de sistemas para la alimentación de piezas [11 hasta 13].

Los sistemas vibratorios electromagnéticos ocupan un lugar privilegiado entrelos sistemas de avance de piezas por cuatro razones:• Estos sistemas funcionan sin piezas deslizantes o expuestas a fricción, por

lo que se trata de un sistema de transporte sencillo, que no requiere demantenimiento y que se desgasta muy poco

• El rendimiento de transporte de piezas puede ser controlado y reguladorecurriendo a elementos eléctricos sencillos

• Consumen poca energía por funcionar en el límite de la resonancia• Son robustos y tienen una estructura sencilla

Los sistemas vibratorios electromecánicos son sistemas que recurren a lasmagnitudes determinadas por la amortiguación y la masa y se rigen por lasleyes de la mecánica de las vibraciones. Pueden tener estructuras muy variadas.

Según el tipo de movimiento de las piezas, puede tratarse de avance porpequeños impulsos (microimpulsos) o de avance por deslizamiento [14 hasta 17]. En el primer caso, las piezas se separan pasajeramente de la cintaacanalada, avanzan en el aire y vuelve a caer sobre la cinta de transporte. El impacto de la caída acarrea una serie de problemas. En primer lugar, la posi-ción que asume la pieza al caer no puede definirse con exactitud y, en segundo

2

Depósitos con

sistemas para la


2.1 Sistemas de avance por vibración

2.1.1 Funcionamiento

2 Depósitos con sistemas para la alimentación de piezas18

Fig. 2-1:

Ejemplos de depósitos con

sistemas de alimentación

y orientación de piezas

1 Tambor de alimentación

2 Ordenar con rodillos

paralelos

3 Depósito vibratorio con

espiral

4 Depósito semiesférico

oscilante

5 Depósito magnético

robotizado

6 Depósito segmentado

7 Depósito con tubo

8 Sistema de moqueta

vibratoria

9 Sistema de avance por

fuerza centrífuga

10 Tambor con paso perfilado

11 Depósito con aspas

giratorias

12 Sistema de elevación

escalonada

13 Depósito con gancho

giratorio

14 Cinta de transporte

horizontal

15 Cinta segmentada de

transporte oblicuo

16 Depósito con discos

17 Depósito con aspas

provistas de ganchos

18 Depósito con discos

cónicos

2 Depósitos con sistemas para la alimentación de piezas 19

1 2 3

4 5 6

7 8 9

10 11 12

13 14 15

16 17 18

v

lugar, es posible que las piezas muy frágiles sufran daños. Además, este proce-so también ocasiona ruidos. Por otro lado, este sistema permite alcanzarvelocidades de transporte muy altas. En la fig. 2-2 se muestra el principio defuncionamiento de estos sistemas. Podría decirse que el avance de las piezas seproduce por la suma de una serie de saltos balísticos. Sin embargo, los “saltos”son ínfimos, por lo que a simple vista parece que el flujo de transporte escontinuo.

En el caso de avance por deslizamiento, las piezas no se separan de laacanaladura sino que se deslizan a lo largo de ella. En consecuencia, se evitanmovimientos descontrolados de las piezas y el nivel de ruidos es menor, aunquela velocidad es inferior. Se trata de un sistema vibrador de una o dos masas conacoplamiento por resortes o gomas elásticas con excitación electromagnéticaespecial al límite de la resonancia. Durante el avance, las fuerzas de aceleraciónson inferiores a 1 g (1 g = 9,81 m/s2). Las piezas que sufren microimpulsos sesometen a una aceleración de 9 hasta 16 g. No obstante, el sistema de micro-

Fig. 2-2:

El principio de avance

por microimpulsos

a) Sistema vibratorio

b) Características

del movimiento

1 Pieza

2 Guía

3 Fijación del resorte

4 Resorte

5 Imán

6 Movimiento ejecutado

por las piezas

7 Movimiento ejecutado

por la cinta

F Duración del vuelo

K Tiempo de contacto

con la cinta

t Tiempo


2 1

a)5

3

4

b)

7

0

6

FK

t

Hub

läng

eCa

rrer

a

impulsos ocasiona un desgaste menor de la superficie transportadora gracias alos “saltos” que ejecutan las piezas. Los test realizados al respecto han demos-trado que las chapas encargadas de transportar un total de 300 000 toneladasde gravilla de granito sufrieron un desgaste inferior a 12 milímetros.

Las características del transporte dependen de las características de la vibra-ción. Éstas son determinadas principalmente por los factores que se indican acontinuación:• Relación entre la masa útil y la contramasa • Relación entre la masa de la pieza y la masa útil• Relación entre la frecuencia operativa y la frecuencia propia• Amplitud de la fuerza de excitación• Fuerza de excitación en función del tiempo • Momentos de inercia de las masas• Ángulo de incidencia de las fuerzas en la trayectoria del movimiento

de las masas útiles• Paralelismo de los planos de la masa útil• Posición del centro de la masa útil y de la contramasa en relación

con la sujeción de los resortes• Igualdad de los ángulos de los resortes• Rigidez de los resortes

Variando la tensión es posible regular la magnitud de la amplitud y, enconsecuencia, la fuerza de accionamiento y, por ende, la velocidad de avance de las piezas.

Los sistemas de avance por deslizamiento pueden dotarse de elementos deaccionamiento muelle/masa. Un sistema electrónico se encarga de regular lafrecuencia y la amplitud. La magnitud de control es la señal de recorrido/tiempo,haciéndose una conversión para obtener magnitudes de aceleración. Elregulador se encarga de mantener constante la aceleración en todo momento yen función de un valor previamente definido, independientemente de la cargaque actúa sobre el sistema de transporte por vibración. Se utilizan frecuenciasdesde 5 hasta 20 Hz.

Los depósitos vibratorios con espiral tienen que montarse aislándolos. Noobstante, es recomendable no ubicarlos en las cercanías de máquinas deprecisión. Además, tienen que estar en una posición estrictamente horizontal. Siun sistema de espiral de avance por vibración se encuentra en posición inclina-da, cambia la relación entre los ángulos de la espiral. Dado que los ángulos deascenso y de inclinación transversal son ínfimos, cualquier inclinación puedeprovocar el mal funcionamiento del sistema (por ejemplo, acumulación de polvoen determinados lugares).


De todos los sistemas de avance por vibración utilizados en la ingenieríamecánica, los más difundidos son los vibradores electromagnéticos. Paratransportar materiales se utilizan preferentemente cintas acanaladas conaccionamiento desequilibrado. Estos sistemas vibratorios también son másgrandes y robustos.

En función de sus características constructivas, los sistemas vibratorios electro-mecánicos pueden clasificarse según los siguientes criterios:• Por la cantidad y la disposición de los electroimanes en sistemas de trans-

porte con resortes en posición vertical, horizontal o varios en posicióntangencial

• Por la forma del soporte elástico con resortes simples o de varios elementos o con muelles helicoidales

• Por la forma de incidir en el movimiento- variando la tensión mediante un transformador regulable,- variando la intensidad de la corriente y las caídas de tensión

en el electroimán con la ayuda de una resistencia,- variando la fuerza modificando la holgura en el electroimán y- cambiando la cantidad de las espiras de la bobina

• Por la forma de regular la resonancia- cambiando el resorte o el conjunto de resortes si éstos son de varias capas,- cambiando la longitud útil de los resortes y- cambiando la masa del sistema utilizando masas adicionales para el ajuste

• Por la forma y el tipo de elemento que soporta las piezas (acanaladuras,recipientes cilíndricos y cónicos, tubos y placas)

Los sistemas de avance por vibración permiten transportar casi cualquier tipo de piezas (pequeñas), siempre y cuando su superficie no sea adherente, no sedesgaste o tenga características adhesivas y suponiendo que no se traben entresí. Ahora ya se utilizan sistemas de esta índole para el transporte de materialesmuy calientes (por ejemplo, a 900 °C) o muy fríos (alrededor de –50 °C). Conellos también es posible transportar piezas en espacios sin aire o con vacío. Lavelocidad de transporte suele ser de hasta 7,5 m/min. Sin embargo, tambiénexisten sistemas de alto rendimiento que son capaces de avanzar a 100 m/min[18 hasta 21]. Los sistemas de vibración utilizados para alimentar piezas a pren-sas de forja pueden manipular piezas de unos 5 kilos.

Existen diversos tipos de sistemas de avance por vibración. En la fig. 2-3 semuestran algunos a modo de ejemplo. Los más conocidos son los sistemas heli-coidales cilíndricos o escalonados. Los sistemas con espiral exterior se utilizanpara transportar en el plano vertical. Consisten de un tubo de soporte que estárodeado por la espiral de transporte. En teoría, su altura puede ser ilimitada. Lasuperficie de apoyo de las piezas puede ser rectangular o redonda. Los tubosvibratorios tienen incorporado el sistema de vibración. Sirven para transportarmaterial a granel o piezas individuales. Alternando tramos accionados y noaccionados, es posible obtener conductos muy largos.


2.1.2 Tipos

Las torres vibratorias que tienen varios recipientes superpuestos se utilizan paraalimentar simultáneamente diversas piezas pequeñas, necesarias para efectuaroperaciones de montaje. Es posible prescindir de este sistema si se dispone desistemas de alimentación capaces de seleccionar y recoger piezas de undepósito mixto para alimentarlas a la máquina correspondiente. Lasacanaladuras de vibración lineal y los sistemas helicoidales de vías múltiples no son más que variantes del mismo sistema básico. En la fig. 4-2 se puedeapreciar la estructura de un sistema de transporte circular. También existenversiones con un sólo imán central, con muelles y con fondo desacoplable deldepósito (fig. 2-4b).

En algunos casos se combinan el sistema de vibración para la alimentación depiezas con el sistema de vibración del cargador. Si baja el nivel de las piezas enel transportador helicoidal, el cargador se encarga de volverlo a llenar. En lafig. 2-5 se muestra la estructura muy sencilla que tiene un sistema cargador deesa índole. El ángulo de ajuste del imán en el recipiente ha sido elegido de talmanera que las vibraciones no sólo asumen la función de transporte, sino quetambién procuran que se desenganchen las piezas que están trabadas entre sí.De esta manera es posible dosificar y alimentar de modo controlado. Las piezastransportadas de esta manera dosificada pueden ser, por ejemplo, clavos,clavijas, pernos o tornillos.


1 2 3

4 5 6

Fig. 2-3:

Los tipos más difundidos

1 Sistema helicoidal

escalonado

2 Sistema de avance vertical

con espiral exterior

3 Tubo vibratorio

4 Torre vibratoria

5 Acanaladura de vibración

lineal

6 Sistema helicoidal de vías

múltiples


1

11

12

13

4

4

16

15

14

b)

1

3

7

8

9

7

1

10

2

5

6

4

a)

1

2

3

4

Fig. 2-4:

Estructura de un sistema heli-

coidal de transporte de piezas

a) Sistema de microimpulsos

b) Sistema de avance por

deslizamiento

(según Feldpausch)

1 Estructura helicoidal

2 Fondo del depósito

3 Apoyo del resorte

4 Electroimán

5 Soporte

6 Resorte

7 Sujeción inferior

8 Placa de base

9 Pie

10 Fin de la espiral

11 Fondo desacoplado

12 Masa intermedia

13 Contramasa

14 Resortes para el

movimiento vertical

15 Resortes para el

movimiento horizontal

16 Elementos de goma

para amortiguación

de las vibraciones

Fig. 2-5:

Cargador por vibración para

rellenar piezas

1 Sobreestructura del

depósito

2 Resorte

3 Mesa

4 Imán para las vibraciones

El depósito helicoidal, también denominado sobreestructura helicoidal o simple-mente espiral de avance, suele tener una espiral en su pared interior (en casosmenos frecuentes en la pared exterior) que termina en el extremo superior. Lasformas más empleadas pueden verse en la fig. 2-6. Cada una de las formasofrece ventajas y desventajas.

La forma cilíndrica es la más sencilla. Sin embargo, tiene la desventaja que laspiezas que no caben en el soporte de la espiral caen desde la altura total delcilindro. En el caso de la forma cónica o escalonada, las piezas sólo caen hastala espira siguiente. Además, no pueden atascarse en la parte inferior de laespira superior. En la forma cónica, el aumento de diámetro “a” es menor que elancho de la superficie de apoyo de las piezas en la espiral. En la formaescalonada, dicha cota “a” es igual al ancho de la superficie de apoyo. La fig. 2-7 muestra depósitos de poliamida o aluminio sin fresado de la espiral.El ascenso estándar de la espiral es de 10, 15, 20, 25, 30 y 40 mm. Losdiámetros “D” pueden ser de 100 hasta 630 mm e incluso mayores. Losdepósitos helicoidales también pueden ser de latón, chapa, V2a o V4a o demateriales plásticos reforzados con fibra de vidrio.

Tratándose de piezas pequeñas, el diámetro de la sobreestructura helicoidaldeberá ser aproximadamente entre 8 y 12 veces la longitud de las piezas.Aplicando los valores indicados en el diagrama siguiente, los diámetros puedenser algo inferiores. El diagrama muestra valores empíricos.


1 2 3 4

a a

a) b)

·

25 – 40°

a

h

D

2.1.3 Espiral de avance

Fig. 2-6:

Las formas de espiral más

difundidas

1 Cilíndrica

2 Cónica o de embudo

3 Escalonada

4 Espiral exterior

Fig. 2-7:

Configuración de la espiral

a) Espiral estándar

b) Sobreestructuras

helicoidales

a Ancho de las espiras

h Distancia entre las espiras

Los movimientos oscilantes y el contacto entre las piezas puede tener comoconsecuencia que éstas se vayan desplazando hacia el interior de la estructuray, finalmente, vuelvan a caer sobre las piezas acumuladas en el interior. Enconsecuencia, es recomendable que las espiras tengan un pequeño borde o quela inclinación transversal sea de hasta 10°.

La distancia entre las espiras H tiene que ser suficientemente amplia para evitarque las piezas ubicadas en dos niveles no se obstruyan mutuamente. Al calculardicha altura, deberán considerarse todas las orientaciones posibles de laspiezas (fig. 2-9). Para disponer de la holgura necesaria debería agregarse entreun 10 y un 20 por ciento a la altura H.


0 200 400 600 800 1000

Aufsatzdurchmesser in mm

40

80

120

160

Wer

kstü

cklä

nge

in m

mH

Spie

l

·

Fig. 2-8:

Valores empíricos: diámetro

en función de la longitud de

las piezas (según Robertson)

Fig. 2-9:

Distancia H entre espiras

Larg

o de

la p

ieza

en

mm

Superficie de apoyo en mm

Hol

gura

El fondo del depósito es un cono de ángulo pequeño. Dicho ángulo de inclina-ción tiene que ser superior al ángulo correspondiente al límite de fricción entrela superficie del fondo y la pieza. Por lo general se aplica un ángulo de 10°. Elcoeficiente de fricción entre las piezas y la superficie del fondo debería ser lomás bajo posible, mientras que aquél entre las piezas y la superficie de lasespiras tendría que ser lo más alto posible. De esta manera se obtienen mayoresvelocidades de avance. En determinados casos, la espiral del depósito vibradoresta provista de un recubrimiento especial con el fin de mejorar lascaracterísticas del transporte de las piezas o, también, para disminuir el nivel deruidos. Los materiales utilizados para ese recubrimiento pueden ser de diversaíndole:• Goma: Este material mejora el funcionamiento del sistema y reduce los ruidos

a niveles mínimos. Las superficies ranuradas son adecuadas para transportarpiezas lisas y provistas de una película de aceite.

• Poliuretano: La utilización de una superficie de PUR es apropiada para lasindustrias farmacéutica y alimenticia. Este recubrimiento puede ser aplicadocon una pistola manual y, según las necesidades, puede ser rugoso o total-mente liso. El grosor del recubrimiento varía según el caso y su dureza puedeser de 50, 80, 90 y 98 Shore A. El color es indistinto. Este tipo de recubri-miento es capaz de reducir el nivel de ruido en 20 dB(A).

• Escobilla: La superficie vibratoria esta provista de una moqueta. Esta es unasolución muy lograda para transportar piezas sin dañarlas.

El método del recubrimiento con moqueta es sumamente interesante ya queaprovecha el fenómeno de la flexión de los filamentos de posición oblicuacuando soportan una carga mientras vibra el sistema. El transporte de las piezases casi totalmente silencioso. Se trata de un método muy apropiado para eltransporte de piezas de alambre, chapa y de metales macizos (con superficiesde apoyo relativamente pequeñas), ruedas dentadas, cuerpos de metal ligero,tapas de material plástico, bombillas, lentes, etc. (fig. 2-10). La dureza de losfilamentos depende de la masa de las piezas que se transportan.


S

S

Fig. 2-10:

Superficie de moqueta con

filamentos para el transporte

de piezas

S = Sentido de la vibración

Normalmente se utiliza un sistema de vibraciones horizontales para conseguir elmicroimpulso necesario para desplazar las piezas. Sin embargo, también unavibración en sentido vertical es capaz de transportar piezas. No obstante, en esecaso el desplazamiento es más lento y depende del ángulo de inclinación de losfilamentos de polipropileno: según estos, también es posible obtener sistemaspara hacer avanzar las piezas linealmente sobre una superficie, tal como puedeapreciarse en la fig. 2-11. Siendo vertical la vibración, la dirección del desplaza-miento de las piezas viene determinada únicamente por el sentido de la inclina-ción de los filamentos. En consecuencia, combinando adecuadamente lostramos con determinadas inclinaciones es posible conseguir que las piezasavancen hasta la posición de entrega sin tener que recurrir a otros elementosadicionales de guía. Este método permite, además, orientar las piezas correcta-mente. Dependiendo de las piezas, incluso es posible trabajar con ángulos deinclinación ascendente de hasta 10°.

Pero insistamos en el sistema helicoidal. Para entender mejor su funcionamientoes oportuno ofrecer algunas informaciones complementarias en relación con elsentido del avance y con la conexión de la espiral. El avance “hacia la derecha”por lo general se refiere al avance en sentido horario (fig. 2-12).


1

2

3

a) b)

3

4

a) b) c)

Fig. 2-11:

Sistema de alimentación con

avance lineal de las piezas en

una superficie (según Ficon)

a) Tramos de moqueta en

calidad de trayectos de

avance de las piezas

b) Vista superior de un sis-

tema de alimentación

de piezas

1 Pieza

2 Moqueta con filamentos

3 Guía lateral

4 Pieza en posición para

la entrega

Fig. 2-12:

Sentido del avance y salida

de la espiral (vista superior)

a) Avance hacia la izquierda,

salida tangencial

b) Avance hacia la derecha,

salida tangencial

c) Salida diametral

Fig. 2-13:

Posibles conexiones de

acanaladuras para el

deslizamiento de piezas. El

ejemplo muestra un sistema

vibrador de avance anti-

horario.

Existen diversas posibilidades de conectar sistemas de avance posterior oacanaladuras de cargadores de piezas. En la fig. 2-13 se muestran 6 ejemplos deconexiones. Sin embargo, una acanaladura para el avance posterior no debeconectarse de modo fijo (alternativas: ver fig. 5-2). En determinados casos esposible unir directamente tubos flexibles.


El sistema de avance por fuerza centrífuga es un depósito dotado de un discogiratorio plano o cónico. Las piezas giran con el disco y, debido a la fuerzacentrífuga, se desplazan hacia el exterior hasta el borde del depósito. Allí llegana un anillo de salida y siguen avanzando hasta que se deslizan por una rampa.Las velocidades de giro del disco y del anillo de salida pueden ajustarse porseparado. Las piezas, al salir, pueden pasar por un conducto provisto deelementos de orientación, con lo que llegan en la posición correcta al punto deentrega. Las piezas mal orientadas vuelven al depósito. Tratándose de piezascomplicadas, pueden alimentarse, por ejemplo, mediante una cinta de trans-porte pequeña o un sistema de orientación con el fin de obtener siempre piezasen la posición correcta o para rechazar las que están mal orientadas. Las piezasexcedentes vuelven a caer en el depósito. En términos físicos, es necesario quelas fuerzas de fricción FR y m·g, dirigidas hacia el interior a raíz de la masa de lapieza, sean algo inferiores a la fuerza centrífuga FZ obtenida por el giro (fig. 2-14). Los sistemas de avance por fuerza centrífuga son sumamentesilenciosos.


2.2 Sistemas de avance por fuerza centrífuga

2.2.1 Estructura y funcionamiento

Fig. 2-14:

Sistema de avance por fuerza

centrífuga [22].

a) Estructura

b) Fuerzas

1 Soporte ajustable del

depósito

3 Anillo giratorio y

revestimiento interior

del depósito

4 Disco inclinado (p. ej. 10°)

de rotación continua

b)

FR

m · g

FZ

4

3

2

1

El diámetro del depósito con sistema de avance por fuerza centrífuga puede serentre 400 y 1200 mm y la velocidad de avance puede llegar entre 25 y60 m/min. Estas configuraciones permiten obtener un rendimiento entre 60 y3000 unidades por minuto. A pesar de que este nivel de rendimiento es muyelevado, las piezas son tratadas con sumo cuidado. El sistema se utiliza normal-mente para transportar piezas pequeñas, tales como discos, anillos, tapas detornillos, latas, tapas de latas, tapas roscadas y tapas de botellas, roscas ycasquillos de bombillas (1200 unidades por minuto). Este sistema tambiénpuede utilizarse para transportar a gran velocidad recipientes o botellas con uncontenido de hasta medio litro. Las piezas transportadas por un sistema defuerza centrífuga tienen que ser ligeras. Estos sistemas se utilizan con muchoéxito en la industria farmacéutica, en la de productos cosméticos y en la deembalaje. Los equipos de avance por centrifugación son más grandes queaquellos que funcionan por vibración, por lo que necesitan una mayor superficiepara su instalación.

Los sistemas de avance escalonado o por placas elevadoras se encargan de laelevación de piezas pequeñas en varios pasos mediante el movimiento intermi-tente de las placas. Éstas están superpuestas, de modo que forman escalonesen los que reposan las piezas. El grosor de las placas (por ejemplo de 10 ó 20mm) depende de las dimensiones de las piezas. El mecanismo está ligeramenteinclinado. Las piezas recogidas por el escalón inferior se encuentran ya en unaposición preferente, con lo que al llegar a la salida se encuentran, como mínimo,orientadas según un primer criterio de orden. No obstante, estos sistemas sue-len tener en la salida elementos adicionales para orientar las piezas. Las placasse elevan y descienden constantemente, por lo que tienen que estar muy bienguiadas y las levas correspondientes tienen que ser de gran calidad, especial-mente considerando que hay placas elevadoras que alcanzan los 1400 mm deancho.

En la fig. 2-15 se aprecia un sistema escalonado especial para el avance depiezas dotado adicionalmente de un segmento pendular que se encarga dedesplazar las piezas hacia la zona de las placas.


2.2.2 Piezas características y rendimiento

2.3 Sistemas de avanceescalonado


Fig. 2-15:

Sistema de avance

escalonado

a) Sistema de avance

escalonado con segmento

pendular (según

Köberlein)

b) Mecanismo de las placas

elevadoras

1 Nivel de elevación

2 Salida o tramo de

orientación de las piezas

3 Entrada de las piezas

4 Segmento pendular

5 Escalón fijo

6 Leva

2

5

1

6

b)

2

1

3

4

a)

Los sistemas de avance escalonado ocasionan un nivel de ruido inferior a 70 dB(A). Tienen la ventaja que el depósito no tiene que acoger una grancantidad de piezas, con lo que por lo general puede renunciarse al uso de unaunidad de elevación adicional para rellenarlo.

El volumen del depósito suele tener una capacidad entre 40 y 80 litros. Si elsistema cuenta con cintas de transporte para rellenar el depósito, la capacidadde acumulación de piezas es, con frecuencia, superior a 400 litros, lo quesignifica que el sistema puede funcionar durante tiempos prolongados sin quesea necesario intervenir. El rendimiento promedio de estos sistemas es de hasta200 unidades por minuto. Es posible conseguir un rendimiento mayor, siempreque las formas de las piezas lo permitan. Las piezas en cuestión pueden ser devarios materiales (por ejemplo, vidrio, cerámica, madera y metales férricos y noférricos; también es posible transportar componentes electrónicos). Las piezasmás usuales son ligeras, tales como tornillos, discos, tuercas, casquillos,pasadores, piezas perfiladas o moldeadas de material plástico, piezas moldea-das o perfiladas de chapa. Las piezas ligeramente engrasadas o sucias noocasionan problemas.

Ya en la década de los años veinte se utilizaron depósitos con segmentos para la alimentación de piezas pequeñas, por ejemplo en la industria de bombillaseléctricas para la alimentación de varillas o tubos de vidrio. Estos sistemasfuncionan silenciosamente, no dañan las piezas y son capaces de alimentarpiezas a una máquina cada dos segundos. El principio de funcionamiento semuestra en la fig. 2-16, pudiéndose apreciar que existen diversos sistemas.


1

2

3

4

6

5

2.3.2 Aplicaciones

2.4 Sistemas de avance por segmentos


Fig. 2-16:

Algunas variantes de

depósitos con recogida de

piezas mediante segmentos

1 Empujador arqueado

2 Depósito

3 Pieza

4 Segmento para recoger

y transportar piezas

5 Salida

6 Ejemplos de segmentos

de diversos diseños

El segmento se sumerge en el conjunto de piezas amontonadas indistintamentey al salir suele contener varias piezas que terminan orientándose en función delos cantos que tiene el perfil del segmento. Para piezas que pueden transpor-tarse colgadas se utilizan segmentos de dos carriles. Los segmentos puedenmoverse a lo largo de una trayectoria curvada o recta. Existen soluciones en lasque el segmento no se mueve y el depósito se eleva y desciende. Dado que elrendimiento depende del nivel de piezas contenidas en el depósito yconsiderando que las piezas se ordenan en el segmento de modo casual, sueleintercalarse un cargador entre el depósito con el segmento y el sistema detrabajo. El equipo de avance de piezas mediante segmentos es sensible a lasvirutas y desechos que pudiera haber en el depósito ya que pueden atascarseentre el segmento y su guía [23].

Los sistemas de avance por segmentos solamente se utilizan para trabajar conpiezas pequeñas y de geometrías relativamente sencillas. Tratándose de piezascilíndricas, la relación entre la longitud y el diámetro debe ser preferentementeentre 2 y 5 veces superior. Además, las piezas tienen que resistir impactos sinsufrir daños. A pesar de estas medidas de precaución, estos sistemas soncapaces de transportar piezas de vidrio ejecutando aproximadamente 25 movimientos de elevación y descenso por minuto. El límite es de 40 carrerasdobles por minuto. El rendimiento viene determinado fundamentalmente por eltiempo que necesitan las piezas para deslizarse o rodar al cargador una vez queel segmento que las transporta llega a su posición final superior. La longitud delos segmentos es entre 5 y 8 veces mayor que la longitud de las piezas. Estossistemas suelen utilizarse para transportar, por ejemplo, tornillos, discos, rodil-los, pasadores, clavos, piezas de herrajes, tubos de vidrio pequeños, pernos,piezas en U y remaches, y no son adecuados para el transporte de piezas sensi-bles de materiales plásticos o con superficies de acabados de alta calidad. Elrendimiento se halla entre 80 y 300 unidades por minuto.

Los sistemas de avance oblicuo tienen una estructura sumamente sencilla y,además, son muy robustos. Tal como puede apreciarse en la fig. 2-17, una cintade transporte inclinada en unos 10° está provista de bandejas de arrastre. Estasbandejas recogen piezas que casualmente tienen una orientación favorable. Laspiezas se deslizan o ruedan hacia un canal de salida poco antes de llegar alrodillo superior de inversión del movimiento. El ángulo de inclinación transversalde las bandejas tiene que corresponder a las propiedades de deslizamiento o ala capacidad de rodar que tienen las piezas (coeficiente de fricción). Paraconseguir que las piezas abandonen la bandeja con seguridad es posiblerecurrir a un chorro de aire a presión para expulsarlas. En vez de las bandejas,también puede recurrirse a ranuras con determinado ángulo de inclinación paratransportar las piezas. Este sistema funciona de modo silencioso y sufre pocosdesperfectos. El depósito se encuentra cerca del suelo, por lo que es fácilrellenarlo. Las piezas se entregan a una altura de 1,5 m aproximadamente. Eldepósito tiene que diseñarse de tal modo que siempre contenga una cantidadsuficiente de piezas en la zona de recogida, ya que de lo contrario es posibleque demasiados elementos que acogen las piezas se queden vacíos. Para evitar



2.5 Sistemas de avanceoblicuo o perpendicular


este problema, el fondo del depósito debe estar inclinado (en algunos casos, lainclinación puede regularse). Además, es recomendable que la velocidad de lacinta sea regulable, ya que de esa manera es más fácil adaptarla a las caracte-rísticas de las piezas. Si las piezas son huecas, pueden utilizarse ganchos en vezde bandejas para que las piezas queden enganchadas por su orificio. Sinembargo, en este caso ya no es posible entregar las piezas lateralmente, por loque tienen que caer en un canal cuando llegan a la parte superior.

Los sistemas de avance oblicuo o perpendicular son adecuados para el trans-porte de piezas de mediano tamaño y relativamente pesadas. Considerando quela capacidad de los depósitos puede ser entre 10 y 1000 litros, el rendimiento sehalla entre 10 y 1500 unidades por minuto. Las piezas tienen que poder rodar,deslizarse o engancharse o, también, puede tratarse de material a granel. Losmateriales suelen ser metal, plástico, goma, madera, etc., siempre y cuandosean relativamente resistentes a los impactos y sus superficies no sean sensi-bles. En el caso de determinado tipo de piezas, no todas pueden quedarorientadas correctamente. En ese caso, es necesario agregar estaciones deorientación complementarias.


1

2 3 21

6

5

4

Fig. 2-17:

Sistema de avance oblicuo

o perpendicular

1 Pieza

2 Depósito

3 Nivel de piezas en

el depósito

4 Canal de salida


6 Pared lateral


La técnica utilizada para ordenar piezas incluye todos los medios y proce-dimientos que contribuyen a que las piezas se encuentren en una posiciónpreviamente definida.Ordenar piezas significa colocarlas en un lugar determinado debidamente

orientadas (estado definido) en función de un sistema de coordenadas (ver,

por ejemplo, la fig. 1-4).

En el caso de depósitos con sistema de avance, la tarea se reduce a la operaciónde orientación de las piezas. Ello significa que es necesario girar las piezasalrededor de uno o varios de sus ejes.

La operación de ordenar piezas es un proceso dinámico, ya que siempre implicala ejecución de movimientos. Para ello es indispensable que las piezas esténsuficientemente sueltas en el depósito para que no se traben entre sí y quedeninmovilizadas. Los movimientos pueden ser ocasionados por fuerzas de diversaíndole (gravedad, vibración, chorro de aire, desplazamiento forzoso, campomagnético) [13, 24 hasta 26].

Para explicar la operación de orientación de piezas recurriremos al ilustrativoejemplo de un dado (fig. 3-1). Un dado puede ocupar 24 posiciones (orienta-ciones) diferentes. Sin embargo, solo una de ellas es la correcta para nuestrospropósitos.

3 Técnicas para ordenar piezas 35

3

Técnicas para ordenar

piezas

3.1 Principios básicos paraordenar piezas

Fig. 3-1:

Posibles orientaciones de un

cubo con lados de caracte-

rísticas diferentes

a) Orientaciones posibles de

un dado que gira 90°

b) Atribución de las orien-

taciones en una red de

ángulos giratorios de 90°

a) b)

Si, por ejemplo, la orientación inicial del dado es la identificada con el número 1y si finalmente debe quedar orientado según el número 13, existen diversasvariantes para ejecutar los giros:

1 - 24 -13 = –180° alrededor del eje y1 - 2 - 3 - 8 - 13 = +180° z, + 180° x o1 - 6 - 23 - 20 - 13 = –90° x, –180° y, –90° x etc.

La meta consiste en alcanzar la orientación final ejecutando la menor cantidadde giros posible en el menor tiempo posible.

Si se opta por la solución de alternativa, es decir descartando los dados malorientados, es posible que surja un problema cuantitativo, ya que de las24 orientaciones posibles siempre hay que descartar 23. Y con ello pasamosa hablar de los métodos.

Para conseguir que las piezas estén orientadas de modo uniforme, es posibleaplicar 3 métodos (fig. 3-2):• Ordenar mediante selección (método de orientación por selección), también

denominado proceso de orden pasivo. En este caso, las piezas mal orientadasse desvían al depósito para que vuelvan al proceso desde el principio.

• Ordenar por igualación (método de orientación forzada), también denominadoproceso de orden activo. Las piezas mal orientadas son manipuladas hastaque se encuentren orientadas correctamente.

• Ordenar por división de las piezas, una combinación de los métodos activo ypasivo. Las piezas bien orientadas pasan a la máquina directamente, mientrasque las piezas mal orientadas se desvían. A continuación, éstas son orien-tadas correctamente y entonces avanzan hacia la máquina.

3 Técnicas para ordenar piezas36


a)1 2 3

b)

c)

Fig. 3-2:

Métodos para ordenar

(orientar) piezas. (Símbolos

según VDI 2860)

a) Método de orientación

por selección

b) Método de orientación

forzada

c) Método combinado

(división)

1 Espiral, transportador

lineal

2 Pieza

3 Selector

El uso de una energía auxiliar es un criterio para clasificar un método como“activo”. La fig. 3-3 muestra algunas piezas características que por su forma seprestan para aplicar el método por división. Los selectores (como se denomina alos elementos mecánicos que consiguen orientar debidamente las piezas) sonrelativamente sencillos.

El comportamiento de las piezas al chocar con elementos de guía (borde de laespiral, selector, canto de caída, superficie de choque) varía mucho según el tipode las piezas. Sin embargo, siempre es posible definir una orientación probableque asumirá una pieza, por ejemplo al caer sobre la superficie de una mesa. Esaposición es denominada “orientación probable” [33 hasta 35].

La probabilidad de la orientación está determinada por la relación entre todas

las orientaciones (posiciones) posibles de una pieza y la orientación más

apropiada para ejecutar una operación posterior.

Este coeficiente cambia en función de las relaciones que entre sí tienen lasdimensiones de una pieza. A modo de ejemplo se muestran en la fig. 3-4 lasrelaciones y los efectos válidos en el caso de una pieza cilíndrica hueca. Eldiagrama fue confeccionado en concordancia con los resultados obtenidosmediante pruebas de caída de la pieza sobre una superficie plana.


a)

1

2

3

b)

4

1

3

·

c) d )

3

5

1

36

1

Fig. 3-3:

Ejemplos que muestran cómo

ordenar piezas mediante

división (combinación del

método de orientación pasiva

y de orientación activa)

a) Orientación de piezas en U

b) Orientación de piezas

cónicas (botones de

ajuste)

c) Orientación de piezas

cilíndricas provistas

de un eje

d) Orientación de tapas


con espiral

2 Tramo fresado en la espiral

3 Pieza

4 Desviación

5 Ranura curvada de guía

para la separación de

piezas mal orientadas

6 Abertura de caída

Claro está que las curvas del diagrama se desplazan si, por ejemplo, el fondo dela pieza es más grueso que la pared cilíndrica, ya que en ese caso el centro degravedad se encuentra en un lugar diferente. Al diseñar sistemas de alimen-tación de piezas se hace todo lo posible para que la orientación definida coinci-da con la orientación que asume la pieza con mayor probabilidad, inclusoaceptando que en el trayecto entre el depósito hasta la máquina sea necesariovolver a orientar cada pieza. Sin embargo, esta operación suele ser sencilla,aunque siempre debe tenerse en cuenta el nivel de rendimiento que se deseaalcanzar.

Los elementos utilizados para orientar piezas a lo largo de su trayecto de trans-porte, por ejemplo, una espiral vibratoria, se denominan selectores. Losselectores siempre surten efecto estableciendo un contacto mecánico con laspiezas. Su función consiste en colocarlas en determinado sentido girándolaso alineándolas. Para lograrlo, se aprovechan ingeniosamente determinadosdetalles de la geometría de las piezas. Los selectores pueden utilizarse paraorientar las piezas correctamente o para descartarlas. Siempre se utilizan variosselectores y en su conjunto forman un sistema de manipulación de piezas.

La velocidad de avance de las piezas suele frenarse antes de llegar a un selector,con lo que disminuye el rendimiento del transporte. En el caso de laalimentación de pernos cilíndricos, por ejemplo, el grado de eficacia deltransporte es de aproximadamente 0,5. Este grado de eficacia es el resultadoobtenido mediante la fórmula siguiente:

ËF = VP/Vth

siendoVP la velocidad de transporte realmente factibleVt la velocidad de transporte teóricamente factible


00,1

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Ord

nung

swah

rsch

einl

ichk

eit

0,2 0,3 0,5 0,8 1,0 1,5 2,0 3,0

L/D-Verhältnis

B

A

CL

D

S

y

Fig. 3-4:

Diagrama para determinar las

orientaciones probables,

siendo la distancia del centro

de gravedad S de y = 0,282 L

A Frente hueco

B Frente cerrado

C Longitud de la superficie

de la camisa del cilindro

S Centro de gravedad

de la masa

3.2 Orientación de piezascon elementosmecánicos

Relación L/D

Prob

abili

dad

de o

rien

taci

ón

La secuencia reflejada en la fig. 3-5 tiene como resultado un rendimiento de32 unidades por minuto. Este valor es una buena referencia para el proceso deorientación de piezas pequeñas en un sistema vibrador.

A continuación ofrecemos una descripción resumida de los selectores másimportantes. Muchas explicaciones se basan en valores empíricos. Para que unsistema funcione es necesario recurrir a los especialistas en procesosmecánicos, y debe tenerse en cuenta que la búsqueda de soluciones adecuadasrequiere de bastante tiempo. Sin embargo, hay otros programas de simulaciónque permiten verificar el funcionamiento de los selectores en la pantalla delordenador. Las imágenes en 3 dimensiones representan movimientos querespetan las leyes físicas relacionadas, entre otros factores, a las fuerzasocasionadas por el peso de las piezas, a las fuerzas producidas por los impactoscon otros objetos y a las fuerzas generadas por la fricción [27 hasta 30]. Comoveremos más adelante, también existen otros métodos para conseguir que laspiezas queden orientadas correctamente. Estos métodos están constituidos porsistemas asistidos por ordenador y, a fin de cuentas, vienen a sustituir a lossistemas mecánicos. En el capítulo 3.5 se abordará este tema.

A continuación se explicará el funcionamiento de los selectores más importantes.

Eliminación por la altura

Se trata de un tope dispuesto a una altura determinada (fig. 3-6). Con él esposible evitar que las piezas estén superpuestas o que sigan avanzando las quese encuentran en una posición vertical indebida. La altura “h” es la suma de laaltura de la pieza correspondiente y de la holgura necesaria para permitir elmicroimpulso (altura del salto de la pieza) que la hace avanzar.


100 unidades

30%

10%

1

70 unidades

32 unidades

63 unidades50%

2

10

Fig. 3-5:

Secuencia característica del

proceso de orientación en un

sistema vibrador (según

Lotter)

1 Disolución de la retención

de piezas

2 Pieza

Este sistema es poco apropiado para la manipulación de piezas planas porquecon frecuencia están superpuestas formando una especie de cuña entre ellas,con lo que se atascan al topar con la chapa que bloquea el paso indebido (fig. 3-7). Tratándose de piezas superpuestas de estas características, es másapropiado recurrir a sistemas que aparten lateralmente (hacia el interior oexterior) la pieza que se encuentra encima de otra. Si dicha pieza es apartadahacia el exterior, puede ser guiada de tal modo que caiga sobre el nivel inmedia-tamente inferior de la espiral (3-8).


h h

Spie

l

1D

4

5

2

3

Fig. 3-6:

Una simple chapa permite

eliminar piezas en función

de la altura

Fig. 3-7:

Las piezas planas super-

puestas que forman una cuña

se atascan

Fig. 3-8:

Recuperación de la pieza

en el nivel inferior

1 Espiral de avance

2 Pieza

3 Recuperación de la pieza

4 Espiral inclinada

5 Espiral

h Altura del selector

D Diámetro de la super-

estructura

Hol

gura

h

Eliminación por la forma

Las piezas mal orientadas pueden retirarse mediante elementos que tienen unaforma debidamente adaptada a la de la pieza. De esta manera pasan por elselector únicamente aquellas piezas que están orientadas correctamente (fig. 3-9). Las piezas mal orientadas se desvían lateralmente hasta que terminancayendo al depósito. Los elementos de desviación de esta índole tambiénpueden ser de versión ajustable.

Alineación

La alineación de las piezas que se encuentran superpuestas, una junto a la otrao mal orientadas, se consigue mediante un tramo de estrechamiento de laespiral de avance. Estos selectores tienen la función de procurar que todas laspiezas estén en fila y debidamente orientadas. En la fig. 3-10 puede apreciarseuna ejecución característica. Los sistemas de estrechamiento con perfilesmúltiples (4) se utilizan, por ejemplo, para eliminar tapas que llegan al corres-pondiente selector con la parte abierta hacia abajo. En consecuencia, pierdenel equilibrio y vuelven a caer al depósito.

Estos sistemas de alineación y orientación pueden combinarse con carriles deguía. De esta manera se tiene la seguridad que únicamente pasan las piezas queestán orientadas correctamente. En la fig. 3-11 se muestran 2 ejemplos. En elcaso de la configuración que se aprecia en la fig. 3-11b únicamente puedenpasar las piezas que están sujetas al carril de guía superior, debiéndose cumplirla condición de a > b. Las piezas mal orientadas caen al depósito.


4

1

2 3

Fig. 3-9:

Los elementos para la

eliminación en función

de las piezas tienen un perfil

adaptado al de las piezas

Fig. 3-10:

Alinear y orientar piezas

mediante estrechamientos

y perfiles

1 Espiral



incorrecta

4 Perfil múltiple

Abertura de caída

Las aberturas perfiladas son, en realidad, selectores muy sencillos. Pero tambiénpueden ser una posible fuente de problemas ya que las piezas que pasan por ellosse encuentran en una posición que casualmente corresponde al perfil de la aber-tura. En consecuencia, la orientación de las piezas que pasan puede ser correctao equivocada. En la fig. 3-12 se pueden apreciar ejecuciones características deeste sistema. Para encontrar la solución correcta en cada caso es necesario irprobando hasta hallar la más adecuada; por ejemplo decidiendo si los cantos dela abertura han de ser agudos o redondeados como en el caso de la fig. 3-13.


1

2

3

·

a) b)

3

4

ab

3

m · g

a)

b) c)

Fig. 3-11:

Combinación de alineación

y guía superior

a) Ordenar piezas angulares

b) Ordenar piezas cilíndricas

de dos diámetros

1 Guía de retención

2 Espiral inclinada con perfil

de eliminación

3 Pieza

4 Carril de apoyo superior

Fig. 3-12:

Ejemplos de diseños

de aberturas de caída

a) Aberturas para piezas

prismáticas o triangulares

b) Abertura con cargador

para piezas cilíndricas

con rebajes

c) Abertura para piezas

cilíndricas con partes

salientes

En determinados casos puede ser ventajoso que la abertura esté cubierta porun elemento con mínima holgura en relación con las dimensiones de las piezas,tal como muestra la fig. 3-14. En ese caso, las piezas no pueden inclinarsedemasiado pronto y tampoco pueden atravesarse.

Las aberturas perfiladas también pueden estar cerradas con una trampilla (verfig. 3-15). Tratándose de piezas con el centro de gravedad desplazado, latrampilla únicamente se abre si la pieza está mal orientada. Así, las piezas caenen el nivel inferior de la espiral y vuelven a avanzar. Este tipo de selector móvildisminuye considerablemente la velocidad de avance de las piezas y, además,tiende a fallar. En la actualidad es preferible utilizar sistemas de detecciónóptica, como veremos más adelante.


42

1

3

1

1

2

3 4 5

Fig. 3-13:

Abertura con bordes

redondeados

1 Pieza

2 Espiral

3 Depósito

4 Abertura de caída

Fig. 3-14:

Abertura perfilada

con recubrimiento

1 Recubrimiento

2 Pieza

4 Plano inclinado

5 Espiral

Las aberturas perfiladas también pueden ser laterales. Sin embargo, para quesurtan efecto es necesario que las piezas estén en posición vertical, tal como semuestra, a modo de ejemplo, en la fig. 3-16. En este caso, las piezas mal orien-tadas caen sobre un plano inclinado y se deslizan hacia el depósito o sobre elnivel inferior de la espiral. El ángulo · de inclinación de la pared es de aproxi-madamente 70°. El sistema cuenta con varias aberturas de caída consecutivas ysus perfiles corresponden a los de las piezas.


1 2

3 4

1

2 3

4

4

·

A B1

56

7

A B

8

Schnitt A-A Schnitt B-B

Fig. 3-15:

Abertura con trampilla

provista de resorte

1 Pieza

2 Espiral vibratoria

3 Trampilla

4 Resorte de torsión

Fig. 3-16:

Ordenar piezas con aberturas

perfiladas laterales

1 Tope de altura

2 Pieza eliminada

3 Abertura perfilada

4 Acanaladura

5 Pieza

6 Movimiento vibratorio

7 Pieza orientada

correctamente

8 Plano inclinado Plano A-A Plano B-B

Guía perfilada

Las guías que tienen un perfil en función de la forma exterior de las piezas sonmuy apropiadas para eliminar piezas que se encuentran mal orientadas. Enmuchos casos se aprovecha el centro de gravedad de la masa, tal como seaprecia en la fig. 3-17.

Los ejemplos demuestran que de esta manera únicamente es posible ordenarpiezas que tienen formas geométricas simples. Por otro lado, es relativamentefácil construir estos selectores y, además, son fiables. En la fig. 3-18 se muestrauna solución totalmente diferente para orientar piezas de geometría trapezoidal.Las piezas giran paulatinamente por efecto de la fuerza de gravedad, hasta quela parte ancha está dirigida hacia abajo. Así están en la posición correcta cuandollegan a la parte rectangular de la ranura que las guía. Sin embargo, es relativa-mente complicado confeccionar guías de este tipo.

Utilizando guías perfiladas cuya geometría efectúe un giro en tramos determi-nados es posible conseguir que las piezas asuman otra posición al avanzar. Setrata de tramos que tienen una forma helicoidal, tal como puede apreciarse en lafig. 3-19. En este caso, las piezas ejecutan un giro de 90°. La operación paraconseguir el orden adecuado de las piezas se realiza con anterioridad.


I IIS

a) b)

I II

c)

I II

IVIIIIII 1 2

3

Fig. 3-17:

Eliminación de piezas mal

orientadas mediante guías

perfiladas

a) Pieza cilíndrica con perno

b) Reorientación de

un casquillo

c) Bloque con pestaña

longitudinal

I Orientación correcta

II Orientación incorrecta


de la masa

Fig. 3-18:

Orientar piezas mediante

guías de perfil cambiante


2 Pieza

3 Ranura para orientar

las piezas

Fig. 3-19:

Reorientación de piezas en

una guía acanalada helicoidal

Las guías perfiladas también pueden ser una buena solución para orientarpiezas en sistemas de acanaladuras de vibración lineal. En la fig. 3-2 se muestrauna solución para la orientación de espigas elásticas de alambre. En primertérmino, las espigas caen sobre una varilla de guía y quedan colgadas de ella.Mientras avanzan, son entregadas a un carril cargador. Sin embargo, únicamentepasan las piezas que tienen su parte más larga en el lado derecho (es el casoque muestra la imagen). Las piezas que, por estar al revés, no establecencontacto con el carril, vuelven a caer al depósito.

La fig. 3-21 muestra cómo ordenar piezas de chapa de dínamos. También en estecaso se aprovecha la geometría desigual de las piezas. El sistema separamecánicamente las piezas que están orientadas hacia la derecha de aquellasque lo están hacia la izquierda. En este caso las piezas no regresan al depósito.


1

2

B A

B A

2

1

I II

I II3

Schnitt A-A

Schnitt B-B

1

2

3 4

Fig. 3-20:

Ordenar espigas elásticas en

función de la longitud de sus

lados

1 Carril cargador

2 Carril para eliminar piezas

mal orientadas

3 Pieza

I Pieza bien orientada

II Pieza eliminada por estar

mal orientada

Fig. 3-21:

Ordenar piezas de dínamo

de chapa en forma de U

asimétrica mediante un siste-

ma de vibración longitudinal

1 Pieza

2 Sistema de vibración

longitudinal

3 Carril cargador

4 Carril alimentador

S Sentido de las vibraciones

Plano A-A

Plano B-B

S

Espiral de superficie oblicua y con borde

Las piezas se caen si su centro de gravedad se encuentra más allá del bordede los tramos inclinados de la espiral. La forma de la espiral y su grado deinclinación dependen del lugar en el que las piezas tienen su centro degravedad. Se trata de una solución similar a las de las guías perfiladas. En lafig. 3-22 pueden apreciarse algunos ejemplos típicos. El sistema funcionamucho mejor si el borde de las piezas está biselado en un lado. Al diseñar laspiezas que posteriormente serán manipuladas de modo automático, siempredeberán preverse los perfiles más adecuados, como sucede en el caso de estosbordes biselados [5].

Aunque es cierto que este tipo de selectores suele ser el resultado de muchaspruebas realizadas en laboratorios técnicos, debe tenerse en cuenta quetambién pueden diseñarse haciendo los cálculos correspondientes. Por ejemplo,es perfectamente factible calcular el ángulo · de inclinación de la superficie detransporte de la espiral, tal como se demuestra en el siguiente ejemplo.

Ejemplo:

Tarea: determinar el ángulo · máximo para manipular la pieza de la fig. 3-23. Laspiezas que llegan al tramo correspondiente con su centro de gravedad en laparte superior deberán caerse.

arc tan (20/(2(21 - 5 - 0,3))) = arc tan (20/31,4) = 32,5°arc tan (20/(2(35 - 21 - 5 - 0,3))) = arc tan (20/17,4) = 49°

La longitud del tramo de la espiral con borde deberá ser de aproximadamente100 mm y el ancho de la superficie b deberá ser de unos 22 mm.


S

S

m · g

Fig. 3-22:

Ejemplos de selectores del

tipo “superficie oblicua con

borde”

m Masa

g Fuerza de gravedad


de la masa

Las espirales inclinadas también pueden combinarse con elementos dedesviación superiores, ya sea para guiar las piezas o para eliminarlas, tal comopuede apreciarse en la fig. 3-24. Las piezas que no avanzan a lo largo de laranura de la superficie de apoyo de la espiral, se caen. La superficie de apoyo dela espiral únicamente está inclinada en la zona del selector (a lo largo de unos100 hasta 200 mm).


20

S

b

·

21

35

C

C

B

B

A

A

Schnitt A-A Schnitt B-B Schnitt C-C

·

Fig. 3-23:

Ejemplo de una pieza

b Ancho de la superficie

de apoyo


de la pieza

· Ángulo de inclinación

Fig. 3-24:

Espiral con superficie de

apoyo inclinada, combinada

con una guía superior

Plano A-A Plano B-B Plano C-C

Espiral con ranura longitudinal

Este selector se utiliza para colgar piezas dotadas de una cabeza, tal comosucede en el caso de tornillos. Si es necesario que los tornillos lleguen con lacabeza por delante, puede recurrirse a un tope que se encarga de inclinarlosdebidamente, tal como lo muestra la fig. 3-25a. Se sobreentiende que debajo dela espiral tiene que haber suficiente espacio para descolgarlos en su debidomomento. Los tornillos debidamente ordenados continúan y llegan, por ejemplo, a un cargador que los alimenta a la máquina atornilladora.

Las medidas recomendadas para sistemas de este tipo son las siguientes:

b1 = 1,1 · Db2 = 1,2 · D b3 = 0,6 (D – d)h = (l – s) 1,1m1 = 1,5 · lm2 = 2,5 · l


D

d

h

s

m1

·

b 2

a)

b 1

b3

b)

b 2 b 3

m2

Fig. 3-25:

Configuración de una ranura

longitudinal para piezas

colgantes provistas de una

cabeza

a) Reorientación para que la

cabeza vaya por delante

b) Descolgar piezas para

almacenarlas de modo

paralelo en un cargador

Desbordar piezas

Para conseguir una orientación correcta de las piezas, por lo general esnecesario conseguir primero que avancen en una sola línea. Para ello se recurreal sistema de desbordamiento de las piezas. Si llegan varias piezas simultánea-mente al selector, las que sobran se caen para volver a subir posteriormente.Además, el sistema de desbordamiento de piezas también consigue evitar quelas piezas se acumulen (fig. 3-26). En la fig. 3-27 se puede apreciar una combi-nación característica de varios selectores. En primer lugar se descartan lostornillos que están en posición vertical. A continuación, el elemento saliente seencarga de hacer caer las piezas sobrantes y finalmente otro elemento consigueque los tornillos queden colgados de sus cabezas. Se trata de un procesocompleto para ordenar y orientar piezas.

Escalones

Los escalones se utilizan para orientar o reorientar piezas. Con ellos es posible,por ejemplo, conseguir que piezas cilíndricas que se encuentran en posiciónhorizontal giren hasta quedar apoyadas en uno de sus frentes planos. En lafig. 3-28 se muestra un ejemplo. Esta solución ofrece la ventaja de guiar lateral-mente la pieza, además de orientarla debidamente. Los escalones tambiénpermiten orientar piezas de geometrías prismáticas. Los escalones pueden


Fig. 3-26:

Ejemplo de configuración de

un sistema para desbordar

piezas

Fig. 3-27:

Técnica de manipulación para

ordenar y orientar tornillos

con cabeza cilíndrica


2 Selector para desbordar

piezas

3 Elemento para eliminar

piezas en posición vertical

4 Tramo de la espiral

con ranura longitudinal

5 Eliminación de piezas

que avanzan juntas

6 Eliminación de tornillos

que se encuentran en

posición vertical

3

54

6

21

combinarse con elementos de apoyo, con lo que se obtiene un procesocompleto que ordena y orienta las piezas, para lo que se aprovecha el centro de gravedad asimétrico y la forma de las piezas con el fin de lograr que quedenorientadas de una manera determinada.

En la fig. 3-29 se aprecia un tope de orientación que únicamente surte efecto silas piezas llegan con su parte cilíndrica pequeña por delante. Al caer topan conel elemento saliente, con lo que efectúan un movimiento giratorio invirtiendo suorientación. Las piezas que ya llegan orientadas correctamente no topan con elelemento de orientación, ya que su parte cilíndrica más pequeña no puedeapoyarse en el final del tubo porque éste tiene una abertura en su partesuperior. En la fig. 3-30 consta una solución similar para la orientación de piezasen forma de L.


1

2

3

Fig. 3-28:

Escalón para orientar piezas

cilíndricas

1 Pieza

2 Escalón con canto sesgado

para que las piezas caigan

apoyándose contra la

pared exterior


Fig. 3-29:

Escalón con tope

de orientación

1 Tubo con abertura

perfilada en la salida

2 Tope de orientación

3 Pieza debidamente

orientada

3

2

1

En la fig. 3-31 se muestra un proceso de orientación por caída relativamentecomplicado. Las piezas pueden llegar al escalón en cuatro orientaciones dife-rentes. Únicamente las piezas que llegan orientadas de la forma indicada con Ipueden quedarse enganchadas en la ranura del canto al final del escalón para, acontinuación, caer en la posición correcta en el cargador. Las piezas orientadasen las formas identificadas con II, III y IV vuelven a caer al depósito. Para quefuncione de modo fiable un sistema de selectores de este tipo sin duda esnecesario proceder ingeniosamente. Los modernos sistemas de reconocimientode imágenes permiten conseguir soluciones más sencillas y fiables. Esos sistemas se explicarán más adelante.

Un impulso de aire a presión puede ser muy útil para ordenar piezas por elmétodo de selección. El chorro de aire permite manipulas piezas de diversaíndole, especialmente si son huecas (por ejemplo, roscas para bombillas),siempre y cuando estén orientadas de tal manera que su lado abierto estéapoyado sobre la superficie de apoyo de la espiral o sobre la superficie delcorrespondiente tramo longitudinal (fig. 3-32).


I II

III IV

II III IV

1

2

3

4

pp 3

2

1

Fig. 3-30:

Orientar piezas mediante

escalón

1 Formas de las piezas

2 Zona escalonada en la

espiral vibratoria

3 Tope de orientación

4 Pieza debidamente

orientada

Fig. 3-31:

Orientación de pequeñas

palancas mediante escalón

1 Pieza

2 Escalón

3 Superficie de des-

lizamiento

4 Cargador

I hasta IV Orientaciones

posibles de las piezas

3.3 Orientación de piezascon elementosneumáticos

Fig. 3-32:

Selección de roscas

de bombillas

1 Pieza


3 Tobera

p Impulso de aire a presión

4321

Los discos biselados que aparecen en la fig. 3-33 también pueden serclasificados con facilidad mediante un chorro de aire.

El chorro de aire también puede utilizarse para conseguir que las piezas perfiladas que llegan mal orientadas pasen por una abertura que tiene un perfilcorrespondiente, tal como puede apreciarse en la fig. 3-34a. Para que el procesosea fiable, el sistema que aquí se muestra dispone de dos aberturas perfiladas,una a continuación de la otra. Las piezas que llegan en posición de U son eliminadas. Se sobreentiende que las demás orientaciones equivocadasposibles ya fueron eliminadas en una fase anterior.

En la fig. 3-34b se aprecia cómo se descartan pletinas que pasan por delante delchorro de aire reposando sobre sus tres pernos soldados. Si llegan orientadascorrectamente, es decir, con los pernos hacia arriba, no ofrecen resistencia alaire y pueden pasar. Esta es una solución relativamente sencilla.

La fig. 3-35 muestra una combinación de detector y chorro de aire. Cabe anotar,sin embargo, que las piezas tienen que avanzar dejando una distancia definidaentre ellas. El chorro de aire se conecta únicamente si un detector óptico oinductivo (montado debajo de la superficie de avance de la espiral) compruebala presencia del canto delantero de una pieza. Las piezas que llegan con laranura por delante pueden pasar ya que el chorro pasa por dicha ranura sin


1

2

3

2

1

p

p

p

3 4

5

a) b)

2

1

4

5

Fig. 3-33:

Selección en función

del lado biselado

1 Tobera

2 Pieza (por ejemplo,

un disco)


o acanaladura

Fig. 3-34:

Selección mediante impulso

de aire a presión

a) Seleccionar piezas

prismáticas

b) Seleccionar platinas

1 Espiral

2 Tobera

3 Abertura perfilada

4 Pieza mal orientada

5 Pieza orientada

correctamente

p Aire a presión

aplicar fuerza sobre la pieza. En este caso, la configuración del sistema es máscomplicada, por lo que es recomendable optar más bien por un sistema ópticode procesamiento de imágenes.

Dicho sea de paso que las toberas para aplicar chorros de aire a presión puedenutilizarse muy bien para acelerar el avance de las piezas en acanaladuras de alimentación (fig. 3-36). En acanaladuras rectas vibratorias se suman lasvelocidades, con lo que no es necesario que estén inclinadas. Seleccionandouna tobera apropiada, el aire a presión puede aprovecharse para eliminar piezas superfluas en zonas de acumulación.


1 2

3

4

a)

2 3

1

14 3 2

b)

c)

5

4

Fig. 3-35:

Eliminación de piezas mal

orientadas mediante chorro de

aire activado por un detector

1 Tobera

2 Pieza orientada

correctamente

3 Pieza mal orientada

4 Detector (por ejemplo,

de inducción)

Fig. 3-36:

Acelerar piezas con chorro de

aire utilizando una tobera

auxiliar

a) Aceleración en

funcionamiento normal

b) Eliminación de piezas

en zonas de acumulación

1 Aire a presión

2 Pieza

3 Canal de guía

4 Tobera de aceleración

5 Accionamiento vibratorio

Una mejora en la orientación de piezas mediante fluidos la constituyen losmétodos hidrodinámicos y aerodinámicos [36]. En la fig. 3-37 se muestra undepósito con chorro de aceite en el que las piezas son lanzadas por el chorrohacia arriba. Al hacerlo, las piezas se orientan en función de las leyes de ladinámica de los fluidos y una vez que se encuentran en una posición determinadaentran en un conducto que las lleva hacia un cargador. Una presión hidráulica de69 x 103 N/m2 permite alcanzar un rendimiento de casi 60 unidades por minuto.

Otra solución técnicamente posible consiste en la orientación de piezasmediante corrientes de aire. En ese caso, las piezas se mantienen secas y notienen que ser sometidas a un proceso de lavado posterior. El método deorientación mediante fluidos aprovecha los siguientes fenómenos físicos:• Corrientes de fluidos a lo largo de las superficies de los cuerpos• La paradoja aerodinámica de Anström (comportamiento de una corriente en

una hendidura)• El efecto Coanda (incidencia lateral de una corriente en un cuerpo)• Interrupción de corrientes• Chorro libre turbulento

Con esta técnica es posible aprovechar los chorros y las fuerzas respectivas enfunción de la resistencia que un cuerpo determinado ofrece al aire. Dicharesistencia es el coeficiente aerodinámico cw, ampliamente conocido porquesuele estar incluido en las fichas técnicas de los automóviles. Cuanto másfuertes son los remolinos de aire detrás del cuerpo, tanto mayor es el coeficientecw. Considerando que las piezas, al ser alimentadas, también tienen que guiarsemecánicamente, surgen múltiples factores geométricos, físicos y aerodinámicos

1

2

3

8

5

9

7

6

4

10


Fig. 3-37:

Depósito con chorro

de aceite [37].

1 Tapa

2 Chorro de aceite

3 Depósito

4 Nivel de las piezas en

el depósito

5 Pieza (por ejemplo,

de metal, vidrio o

cerámica)

6 Tubo de alimentación

del cargador

7 Conducto del aceite a

presión y tobera

8 Rebose de aceite

9 Bomba

10 Nivel de aceite

que pueden aprovecharse mediante la forma de la corriente y, en determinadoscasos, creando un colchón de aire para que se deslicen las piezas. En la fig. 3-38se muestran de modo esquematizado diversos efectos típicos que puedenaprovecharse para orientar piezas. Los sistemas aerodinámicos de alimentaciónde piezas tienen que cumplir las siguientes condiciones [36]:• Separar las operaciones de transporte y de orientación de piezas• Transportar piezas preferentemente mediante procesos mecánicos• Orientar piezas preferentemente mediante procesos aerodinámicos• Aprovechar la fricción para estabilizar y amortiguar las piezas• Procurar espacios “abiertos”

En este contexto, los espacios “abiertos” se refieren al espacio necesariopara orientar las piezas, evitando así que queden atascadas al efectuar losmovimientos necesarios.

Creando un campo magnético de alta frecuencia es posible detectar piezasmediante mediciones electrónicas. La pieza atraviesa el campo magnético (fig. 3-39) a la vez que el sistema efectúa mediciones de modo ininterrumpido.Para que funcione este método, es necesario que las piezas lleguen una a una.Para transportar las piezas es posible utilizar tubos flexibles, acanaladuras,planos inclinados o cintas. Sin embargo, la exactitud de las mediciones tiene sus límites.

Funcionamiento del método: las mediciones efectuadas para reconocer unapieza pueden realizarse, por ejemplo, en cuatro de sus segmentos. Para cadapieza se define por anticipado qué asimetría se medirá en función de quéparámetro de referencia. De este modo se obtienen las señales necesarias parael accionamiento, por ejemplo, de sistemas posteriores de selección de piezas.En el caso de la pieza que aquí se utiliza como ejemplo, se comprobará laasimetría de las zonas b y c.


t t t t

54

dcba

1S S

3 5

2

Fig. 3-38:

Efectos aprovechados para

orientar piezas en una

corriente (según Lorenz)

a) Aprovechamiento del

valor cw

b) Aprovechamiento de un

centro de gravedad

S excéntrico

c) Invertir la orientación

de las piezas volcándolas

d) Invertir la orientación

de las piezas girándolas

1 Corriente

2 Vía de doble inclinación

3 Tobera múltiple

4 Tobera simple

5 Pieza

t Tiempo

3.4 Orientar piezas electro-magnéticamente

Todas las piezas aquí mostradas son evidentemente asimétricas. Tratándose depiezas compuestas, la asimetría también puede utilizarse como confirmación delmontaje correcto de las partes. Hasta cierto punto también es posible reconocerdeterminadas características interiores de las piezas, por ejemplo en el caso de una pieza externamente asimétrica con partes embutidas de otro material(fig. 3-40). Este resultado no puede obtenerse con otros métodos de detección.En todo caso es recomendable realizar diversas pruebas antes de tomar unadecisión en favor del uso de este tipo de sistemas.

Dicho sea de paso, también es posible “envolver” una pieza con ondas sonoraspara identificarla. Este método es especialmente apropiado para piezaspequeñas. Las ondas de ultrasonidos que son reflejadas por la pieza se utilizanpara efectuar las mediciones correspondientes. A diferencia de los sistemas con


1

2 3

4

a)

b)

a b c d

Fig. 3-39:

Detección de la orientación de

piezas mediante campos

magnéticos de alta frecuencia

a) Disposición de los

detectores

b) Ejemplo de medición

por segmentos

1 Zona de medición

2 Tubo flexible de


3 Pieza

4 Sistema electrónico

Fig. 3-40:

Ejemplos de piezas que

permiten una detección

electromagnética.


3.5 Orientación de piezascon sistemas de detec-ción óptica

3.5.1 Ventajas y procedi-mientos

cámaras o rayos láser (que únicamente captan el contorno o el perfil de unapieza), la medición por ultrasonidos permite efectuar un control tridimensional.Las ondas sonoras envuelven toda la pieza e incluso penetran en su interior(taladros, hexágonos interiores, etc.). En consecuencia, este método permite unreconocimiento completo y es apropiado para todos los materiales que reflejanlas ondas sonoras, tales como piezas de metales férricos y no férricos, de plástico, cerámica, vidrio, así como también grupos compuestos de varias piezasde las más variadas formas. Las piezas pasan por delante de varios cabezales demedición y la “imagen acústica” permite identificarlas. El sistema “aprende”identificando primero piezas de formas correctas creando una imagen de refe-rencia con la que posteriormente se comparan todas las demás piezas.

La forma más sencilla de identificación de los perfiles de piezas mediantesistemas ópticos es comparar dichos perfiles con una serie de patrones querepresentan una determinada orientación o forma de la pieza en cuestión. Sicoinciden los perfiles, la pieza o su orientación quedan identificadas. Esta forma“original” del sistema de identificación de imágenes ya fue utilizada hace 25 añosrecurriendo a discos de patrones rotativos. Entretanto se utilizan medioselectrónicos para detectar y memorizar las formas de una pieza de referenciay para compararlas con las piezas durante el proceso de fabricación.

Los métodos de orientación con procesamiento de imágenes ofrecenfundamentalmente las siguientes ventajas: • En la fase de orientación previa de las piezas es suficiente incluir unos pocos

selectores simples. En consecuencia, el diseño de estos selectores es sencilloy no ocupa mucho tiempo.

• El sistema óptico no solamente es capaz de detectar si las piezas están bienorientadas, sino que también constata la presencia de piezas equivocadasque no deberían encontrarse en el sistema.

• El cambio para la identificación de otras piezas suele no implicar modificacio-nes mecánicas en el sistema, especialmente si se trata de piezas de un mismotipo.

• Es posible identificar, clasificar y preparar diversas piezas al mismo tiempo.De esta manera se ahorra espacio en las inmediaciones de la estación demontaje.

• Los sistemas de procesamiento de imágenes no solamente son capaces dedetectar la orientación de las piezas, sino que, además, permiten controlardeterminadas características relacionadas con su calidad y documentar losresultados.

• Con los datos generados por estos sistemas también es posible efectuaroperaciones de conteo. En consecuencia, pueden contarse piezas correctas ypiezas defectuosas y, además, también puede realizarse una cuenta atrás enfunción de una cantidad predeterminada. Todos estos datos pueden proce-sarse posteriormente para obtener los datos estadísticos correspondientes.

• Diversos tipos de selectores mecánicos reaccionan muy sensiblemente acualquier cambio físico (tensión, frecuencia de la red) que experimenta el


sistema de accionamiento. En el caso de la detección óptica puede prescin-dirse de elementos mecánicos demasiado sofisticados que encarecen delsistema.

• Dado que los sistemas ópticos permiten memorizar los datos relacionadoscon las características de las piezas, es posible conectar más tramos declasificación de piezas que con sistemas de selección por dispositivosmecánicos.

• Los sistemas de procesamiento de imágenes más modernos disponen de la modalidad Teach-In, con lo que “aprenden” de los modelos de referencia(por ejemplo, el Checkbox de Festo) y, así, el operario no tiene que serespecialista en la materia.

Actualmente se están combinando con muy buenos resultados los sistemas dealimentación de piezas de tipo convencional con sistemas de identificaciónelectrónica de piezas. Un sistema de esta índole puede, por ejemplo, estarconstituido por un sistema de transporte de piezas por vibración, un depósitode reserva, una cámara CCD con equipo de iluminación, unidad de control yelementos de visualización y del software necesario para la programación (porlo general en modalidad Teach-In) y para los algoritmos utilizados para detectarla orientación de las piezas o para realizar pruebas de medición. El algoritmo decontrol puede utilizarse para ejecutar las siguientes tareas: • Identificación de características de las piezas con el fin de determinar su tipo

y orientación. El software tiene que ser capaz de comparar imágenes de laspiezas con conjuntos de datos de referencia.

• Medición de piezas o de partes de ellas para control de formas. Para ello, elsoftware debe recurrir a determinados cantos de las piezas y comprobar lasdistancias entre ellos. Para obtener resultados más precisos puede utilizarseel “subpixeling”, un método electrónico para obtener una imagen de mayorresolución.

Las operaciones de medición óptica suelen realizarse mientras las piezas estánen movimiento, por lo que pasan por el punto de medición a una velocidadrelativamente alta. En la actualidad existen cámaras de líneas estándar queofrecen imágenes con una resolución desde 0,1 mm hasta 0,01 mm (0,001) porpixel (un pixel es el elemento más pequeño de una imagen digital) mientras quelas piezas avanzan a una velocidad superior a 1 metro por segundo. Otrascámaras especiales permiten efectuar las mediciones mientras las piezas pasana una velocidad incluso mucho más alta.

Los elementos mecánicos utilizados para orientar las piezas suelen funcionarcorrectamente sólo si las piezas pasan una a una. En principio, lo mismo esválido para la identificación de piezas por medios ópticos. En consecuencia, si las piezas vienen muy juntas, es necesario separarlas. Para lograrlo puedepreverse, por ejemplo, una pendiente en el sistema de avance por vibración (fig. 3-41a). Así cambia la velocidad de las piezas de v1 a v2, siendo v2 > v1. Talestrucos mecánicos no son necesarios si se trabaja con una unidad de identifica-ción como lo es, por ejemplo el Checkbox de Festo. Esta unidad dispone de unacinta de transporte integrada que permite regular fácilmente la velocidad.

Pero, ¿cómo se obtiene la imagen de la pieza?Para conseguir la imagen de la silueta de una pieza es posible aplicar 2 métdos:• Toma de una imagen bidimensional con una cámara CCD. Esta imagen es

comparable a una instantánea• Toma de una imagen con una cámara CCD lineal mientras avanza la pieza.

En este caso, se trata de una imagen que es la suma de una serie de“rebanadas”. La imagen se obtiene mediante el movimiento relativo que seproduce entre la cámara y el objeto

Esta última variante es adecuada en el caso de tratarse de piezas que son trans-portadas y, además, contribuye a simplificar las características técnicas de lainstalación. Este principio se demuestra en la fig. 3-42. Para que funcione elsistema es necesario evitar que varias piezas se tapen unas a otras o inclusoque topen entre sí, ya que de lo contrario se produce una confusión de los datoscreados por la imagen.

La pieza pasa por delante de la cámara de imagen por líneas y es captada envarios pasos; a continuación el sistema procede a procesar los datos binariospara formar una imagen bivalente que se utiliza para realizar todas las opera-ciones necesarias con el fin de analizar las características de la pieza. La resolu-ción (en dirección del avance) es idéntica al grosor de la “rebanada”, por lo quees válida la fórmula siguiente:


V2 V1

a)

b)1 2

V2

V2V2 > V1

Pieza 1 2 3

v,t

Fig. 3-41:

Separación de piezas por

diferencia de velocidades

a) Con pendiente en la

espiral de avance

b) Mediante cinta de

transporte de regulación

externa

1 Sistema de identificación

de piezas


con espiral

Fig. 3-42:

Obtención de una sombra en

blanco y negro al pasar las

piezas delante de una cámara

por líneas.

1 Toma de una imagen

por “rebanadas”

2 Conversión de las

imágenes parciales en

una imagen completa del

perfil en blanco y negro

3 Generación de una imagen

binaria completa y control

de las características

t Tiempo

v Velocidad del avance

de las piezas

v · tc = b 1 BE

v Velocidad de avance de la piezatc Tiempo de exposición de la cámarab Grosor de la “rebanada”BE Unidad de la imagen (pixel)

Ejemplo: Supongamos que la velocidad de avance de las piezas es de v =300 mm/s y que el tiempo de exposición es de tc = 256 milésimas de segundo.En ese caso, un pixel corresponde a 0,0768 milímetros ( 300 x 256 x 10–6 ) de lapieza en el plano horizontal. La resolución vertical es fija y depende de lacámara (por ejemplo, 512 pixel).

En la fig. 3-43 se ofrece el ejemplo de un sistema de identificación de piezas. Setrata del Checkbox de Festo, disponible en diversos tamaños en función de lasdimensiones de las piezas. La abertura de paso más grande es de 80 x 80 milí-metros. La exploración de la pieza se realiza mediante proyección de luz. Estesistema ofrece las siguientes ventajas:• Sistema robusto e insensible a interferencias ocasionadas por luz externa y

por las oscilaciones de la intensidad de la luz• Gran contraste entre la imagen de la pieza y el fondo• Los colores y el diseño de las superficies de la pieza se tornan invisibles, por

lo que no inciden en la evaluación de los datos obtenidos

Para obtener imágenes muy precisas se utilizan objetivos telecéntricos. Se tratade objetivos que consiguen que todos los rayos de luz atraviesen el campovisual de la cámara de modo paralelo al eje óptico. Este tipo de objetivos seemplea siempre que la distancia entre la pieza y el objetivo de la cámara no está definido con exactitud o si la onda de luz varía para evaluar diversascaracterísticas de la pieza y, además, si no es necesario obtener imágenes a unaescala determinada (fig. 3-44). Los objetivos convencionales no son capaces deofrecer imágenes adecuadas en estas condiciones. En consecuencia, la elecciónde los medios depende de la exactitud necesaria de los resultados.


1

2

a) b)

345

2

8

9

10

76

5

D

AB

C

3.5.2 Sistema deidentificación de piezas

Fig. 3-43:

Funcionamiento del sistema

de identificación de piezas de

Festo (familia Checkbox)

a) Método de exploración

b) Vista total del sistema

1 Campo visual y abertura

de paso para piezas de

diversos tamaños

2 Cámara por líneas

3 Iluminación mediante

LED de alta intensidad

4 Pieza


6 Guía lateral

7 Tobera de expulsión

8 Zona de entrega

9 Canal de clasificación

10 Unidad de control

A hasta D: Canales de clasifi-

cación de piezas

Una vez detectada la presencia de una pieza y su orientación, el actuador avanzaen paralelo con lo que la señal se emite hasta que la pieza en cuestión llega a laposición de expulsión. En ese momento se activa la tobera y el chorro de airedesvía la pieza hacia el canal de clasificación que le corresponde. Si cambia lavelocidad del transporte, cambian las señales que determinan el tiempo quetranscurre hasta la expulsión de la pieza mediante el chorro de aire sin que eloperador tenga que preocuparse de ello. La operación de expulsión de piezas“normales” (por ejemplo, las que se aprecian en la fig. 3-45) es relativamentesencilla. No obstante, cabe observar que determinadas piezas pueden causardificultades por su forma aerodinámica y sus superficies extremadamente lisas.En esos casos es posible que el chorro de aire no sea lo suficientemente fuerte,por lo que es necesario modificar la geometría de las toberas e, incluso, cambiarel momento de la aplicación del chorro de aire a presión. También es recomen-dable realizar pruebas exhaustivas si las piezas son muy ligeras.

Este sistema es capaz de detectar piezas con características definidas porperfiles de décimas de milímetro, tal como se aprecia en la fig. 3-45b. En esoscasos, los sistemas de clasificación y orientación de piezas de tipo mecánico son insuficientes.


1

2 3 4

a b

36

R 0,5

Profundidad de 0,1

Ø 1

7Ø

0,8

Fig. 3-44:

Paso de rayos de luz para

obtención de una imagen

telecéntrica

1 Pieza (objeto)

2 Lente o combinación

de lentes

3 Diafragma

4 Chip CCD

Fig. 3-45:

Piezas apropiadas para

sistemas de detección

mediante sistemas ópticos

a) Piezas características,

fáciles de identificar

b) Piezas complicadas,

detectadas fiablemente

con sistemas ópticos

Los sistemas ópticos, comparados con los sistemas mecánicos, tienen la ventajade adaptarse a cambios en la pieza o a un cambio del algoritmo de control sim-plemente pulsando un botón (para recuperar la imagen ya memorizada de la nueva pieza). La sustitución de componentes mecánicos en función de laspiezas por sistemas de software es uno de los progresos más importantes queha experimentado la especialidad de la alimentación automática de piezascorrectas y debidamente orientadas.

Para obtener imágenes digitales (y, en principio, también imágenes de otro tipo)captando diversas características de la pieza incluso si ésta avanza a granvelocidad, es necesario disponer de ordenadores capaces de procesar lasseñales muy rápidamente. En la fig. 3-46 se muestra una pieza cualquiera quedispone de las características típicas que pueden analizarse. En primer lugar, esposible medir la altura y la longitud. El sensor por líneas mide las distanciascontando la cantidad de pixeles. Las magnitudes H y L permiten calcular lasuperficie simplemente contando los pixeles contenidos en ella. Además, conel perfil de la imagen es posible determinar el perímetro de la pieza, el centrode gravedad de la superficie y el del perímetro. Las distancias S y K puedenaprovecharse para la identificación de la pieza, así como también pueden servira ese propósito las distancias polares trazando círculos a partir del centro degravedad y determinando los puntos de intersección con el perfil.

También es posible determinar los momentos de inercia de una superficie enfunción de los ejes x-x e y-y con el fin de aprovecharlos para la orientación de laspiezas. Existen piezas en las que es suficiente procesar los datos de una sección(del perfil) o de un segmento de imagen digital para conseguir los resultadosdeseados, lo que es especialmente útil para el control de calidad. La sección deinterés o, como se dice en inglés, “region of interest” puede ser, por ejemplo, untramo de una rosca o un rebaje de una determinada pieza.


y y

a)L x

H

1

b)xx/2

y

c)x

y/2

y

d)x

e) f )

g) h)

y 1

x1

S

y

x

R1R2

y

x

2

y

x

y

x

34

3.5.3 Análisis de características

Fig. 3-46:

Características seleccionadas

para la evaluación de

imágenes digitales de

perfiles de piezas

a) Dimensiones, conteo de

los puntos (pixeles) de la

imagen de la superficie

b) Superficie X/2

c) Superficie Y/2

d) Centro de gravedad de

la superficie

e) Radio de los círculos

más grandes (R2) y

más pequeños (R1)

f ) Análisis de secciones

g) Análisis de segmentos

verticales

h) Análisis de determinadas

secciones

1 Imagen del perfil

de la pieza

2 Sección

3 Segmento (VStrip)

4 Perfil exterior superior

Si se desea detectar la orientación de una pieza, basta con recurrir a compara-ciones relativas. Ello significa que no es necesario disponer de medidas absolutas.En aplicaciones para el control de forma, es posible controlar las medidasabsolutas comparándolas con otras de referencia, también absolutas. Sinembargo, muchas veces es suficiente efectuar comparaciones relativas conpiezas de referencia. Los sistemas suelen necesitar una sola pieza de referenciapara “aprender” las medias necesarias para realizar mediciones comparativas.

Si las piezas tienen formas o topografías determinadas, es posible que lossistemas de detección no funcionen debidamente, por lo que es necesariorecurrir a otras características u otros algoritmos para conseguir una evaluacióncorrecta de los datos.

Se sobreentiende que la imagen de un perfil obtenida por medios ópticos no escapaz de ofrecer todas las informaciones imaginables. El procedimiento como taltiene sus límites. Lo que ópticamente no es detectable, no consta en los datos y,por lo tanto, no es aprovechable para la operación de detección. Concretamente,se trata de las siguientes características:• Piezas con características invisibles exteriormente, tales como:

- Perfiles interiores- Piezas simétricas de diversos materiales- Piezas simétricas con superficies o colores diferentes

• Piezas que no pueden separarse de modo fiable, tales como:- Piezas adheridas unas a otras o piezas pegajosas- Piezas que se enganchan entre sí o piezas atornillables unas con otras

• Piezas de dimensiones mayores a la sección evaluable de la imagen y,además, piezas que no pueden ocupar una posición estable sobre una cintade transporte, con lo que, por ejemplo, ruedan de un lugar a otro durante laoperación de la toma de la imagen

• Piezas muy sucias o piezas que todavía tienen rebabas o restos de la opera-ción de tronzar. Si estos detalles se escapan a la imagen, las piezas son desechadas equivocadamente como falsas o, según las condiciones exigidas,son reconocidas como buenas a pesar de que tendrían que repasarse todavía.Las piezas muy reflectantes también suelen desecharse como falsas. En con-secuencia, es indispensable hacer las pruebas pertinentes antes de utilizar elsistema con un tipo determinado de piezas

• Piezas extremadamente delgadas y planas. En determinados casos, este tipo de piezas se detecta con mayor facilidad con tomas de imágenes enplanos oblicuos. Otra solución para la detección de este tipo de piezas es eluso de cintas de transporte transparentes. En la imagen 3-47 se muestra elfuncionamiento de un sistema de detección para este tipo de piezas. Tambiénes casi imposible detectar características que son muy pequeñas (finas)comparadas con el tamaño de toda la pieza. Asimismo, un sistema ópticotampoco es capaz de reconocer las formas de una pieza que tienendimensiones inferiores a la capacidad de resolución de la cámara.


El Checkbox es capaz de “aprender” con su modalidad Teach-In. Para ello basta,en primer lugar, que detecte algunas piezas de referencia correctamente orien-tadas para memorizar su perfil. A continuación es necesario que memorice lasorientaciones (incorrectas) que pueden tener las piezas (ver fig. 4-48) despuésde haber pasado por un primer sistema de orientación en el que ya fuerondescartadas todas las demás orientaciones teóricamente posibles. La cantidadde piezas que tienen que pasar por el Checkbox para que la operación de memo-rización sea fiable varía de una pieza a otra. Tratándose, por ejemplo, de piezassemitransparentes, es necesario que, por razones de estadística, dicha cantidadsea mayor.

Las piezas utilizadas como referencia tienen que ser perfectas, aunque se sobre-entiende que también ellas tienen dimensiones que oscilan dentro de determi-nado margen de tolerancia. Ello significa que esas diferencias toleradas tambiénse incluyen en la base de datos de referencia, estableciéndose así un margenadmisible. En consecuencia, se aplica el siguiente criterio lógico:

Cuanto mayores son las diferencias entre las piezas de referencia, tanto

mayores serán las diferencias entre las piezas que posteriormente serán

clasificadas como “buenas”.


12

3

S

F F

F

4

5

Fig. 3-47:

Detección de siluetas con un

sistema de paso de luz

1 Depósito de alimentación

de piezas

2 Transmisor de la velocidad


transparente

4 Cámara CCD

5 Ventosas

6 Espejo

7 Fuente de luz

3.5.4 Programación de sistemas de detecciónde imágenes y de clasificación

Fig. 3-48:

Sólo una orientación se

utiliza como orientación de

referencia

1 Superficie de apoyo


3 Sentido de la detección

4 Pieza

5 Sentido del avance

F Piezas mal orientadas

S Pieza correctamente

orientada

7

1 Sichtfeld 5

6234

Campo visual

Sin embargo, ello no es una desventaja, ya que también al controlar a mano seaceptan como buenas las piezas que se ajustan a determinados límites detolerancia.

Tal como se aprecia en la fig. 3-49, la modalidad Teach-In permite memorizar losdatos que posteriormente son utilizados como datos de referencia en la modalidadde funcionamiento automático, activado para clasificar u orientar las piezas

Todos los procesos se llevan a cabo en función de la imagen digital. Para ello,la imagen recogida por la cámara en 256 matices de gris se clasifica segúnvalores negro/blanco en función de un valor umbral determinado (nivel binario).La función de este valor umbral se explica en la fig. 3-50. Una vez realizado elcambio, se obtiene una relación determinada entre los pixeles declarados comoblancos y aquellos declarados como negros. Al aumentarse el umbral binario,aumenta por ejemplo la cantidad de pixeles declarados como negros. Ladefinición del nivel binario depende de las características ópticas determinadaspor la relación entre la pieza y el fondo, es decir que depende de la iluminación.La ventaja de la obtención de datos digitales consiste en la velocidad deprocesamiento de las señales, ya que la cantidad de datos es muy inferior aaquella obtenida con una imagen de escala de grises.


Pieza

Valor límite parael cálculo binario

Movimiento de la piezaTiempo de exposiciónConvertidor analógico/digital

Algoritmospara análizarel contorno

Imagendigitaldelcontorno

Imagendigital enascala degrises

Carac-terís-ticasde lapieza

Decisión,actualización,conteo,clasificación

Datos paramemorizar

Generaciónde datos tipoTeach-in

Memorización yactivación dedatos Teach-in

Comparación condatos de referencia

Modalidadautomática

ModalidadTeach-in

Señales parael control delavance de laspiezas

Desvío,chorro deaire, otrosactuadores

a)

b)

w

s

1

2

w

s

Fig. 3-49:

Esquema del proceso para

la creación de las señales

necesarias para el funcio-

namiento de los actuadores

Fig. 3-50:

Conversión analógica/digital

a) Nivel binario

b) Cantidad de pixeles

1 Señal analógica

2 Nivel binario

s Negro

w Blanco

Si el sistema es utilizado para la detección de piezas de características diferentes,el proceso de memorización en la modalidad Teach-In deberá repetirse variasveces. A continuación, una vez activada la modalidad automática, el sistemacompara todas las imágenes con todas las orientaciones correctas e incorrectasde cada tipo de pieza.

En algunos casos poco frecuentes es posible que falle la clasificación al expulsarlas piezas mediante chorro de aire a presión debido a rebabas salientes en laspiezas o por fenómenos de aspiración. Si la velocidad de avance de las piezas esalta, es posible detectar este error utilizando una cámara de vídeo. Lo mismo seaplica en el caso de los sistemas de clasificación y orientación que funcionanpor sistema vibratorio, en los que este error se produce con mucha mayorfrecuencia. En este sentido, siempre hay que tener presente las consecuenciasde los errores de esta índole: cada pieza mal clasificada que no es desechadapuede ocasionar la detención de la estación de montaje.

En las operaciones de montaje suelen alimentarse varias piezas a una máquina.En consecuencia, es necesario disponer de varios equipos de alimentación. Paraahorrar espacio en la zona de montaje de la máquina se puede recurrir a torresde vibración. Se trata de un sistema con varias unidades superpuestas quecontienen cada una piezas diferentes y que comparten un único sistema devibración. La desventaja de esta solución es que se trata de un sistemadiseñado para una única finalidad, por lo que no puede utilizarse para otrostipos de piezas. (Fig. 3-51a).

Los sistemas modernos de control y clasificación permiten almacenar indistinta-mente una mezcla formada por varios tipos de piezas que posteriormente se ordenan y clasifican debidamente durante el proceso de alimentación (verrepresentación esquemática de la fig. 3-51b). Estos sistemas son más versátiles(al menos dentro de los márgenes establecidos por las dimensiones de laspiezas) porque el sistema está establecido especialmente para la identificaciónde imágenes. Además, debido al depósito y a su respectivo sistema de avance(por fuerza centrífuga, unidad vibratoria, avance por planos oblicuos, etc.) elsistema puede utilizarse en la mayoría de los casos para cualquier tipo depiezas. Especialmente tratándose de operaciones de montaje de piezaspequeñas, el ahorro de espacio conseguido mediante el uso de sistemas de


1

C DA B

3

2

a) b)

A BC D

6

7

5 4 2

3.6 Ordenar y clasificarpiezas de característi-cas diferentes

Fig. 3-51:

Alimentación de diversos

tipos de piezas pequeñas

debidamente ordenadas

a) Piezas almacenadas por

separado según tipo

b) Mezcla de piezas

contenidas en el depósito

vibratorio superpuesto

1 Torre de vibración

2 Vibrador superpuesto

3 Salida


5 Sistema de clasificación y

control (Sortbox de Festo)

6 Tobera de expulsión

7 Cargador

A hasta D Tipos de piezas

alimentación puede ser una ventaja decisiva, ya que incide favorablemente enlas inversiones necesarias. La operación de “clasificación” puede definirse enlos siguientes términos:

Clasificar significa separar automáticamente piezas de características

diferentes en función de determinadas características (tipos, propiedades)

para agruparlas.

La regla de funcionamiento indica que el orden una vez conseguido no deberáabandonarse. Sin embargo, tratándose de determinados procesos de fabricación(por ejemplo, tratamiento térmico o galvanización) con frecuencia tiene queprocederse de otra manera. Por ejemplo, para aprovechar al máximo las instala-ciones de galvanización, muchas veces se vuelven a mezclar las piezas. A conti-nuación tienen que clasificarse nuevamente, aunque a menudo sus diferenciasson milimétricas. En esos casos tienen que aplicarse sistemas automáticos, yaque una separación de las piezas a mano resultaría demasiado costosa.

En la fig. 3-52 se muestra un ejemplo para solucionar tareas de este tipo. Setrata de la alimentación de piezas provenientes de una espiral. Las piezas tienengeometrías diferentes y llegan a las cintas o acanaladuras en desorden. Cadapieza es captada por una cámara CCD. Si la orientación es correcta, pasan por delante de la tobera sin que se active el chorro de aire. Entretanto, el desvíoejecuta el movimiento necesario para colocarse delante del canal correspon-diente que lleva a un cargador. Así las piezas llegan al lugar correcto pararecoger las posteriormente. El chorro de aire expulsa las piezas mal orientadaspara que caigan en el depósito con la espiral.

El elemento de desvío de las piezas ya se encuentra en la posición correctaantes de llegar la siguiente pieza. Para ello es necesario que las piezas lleguenuna a una y no ininterrumpidamente una detrás de otra. En el ejemplo puedeapreciarse que el ancho de las vías puede adaptarse al tamaño de las piezas,de modo que éstas ya no varían su orientación. Los servomotores permitenprogramar las modificaciones necesarias al cambiar las piezas.

En la fig. 3-53 consta un método de clasificación de piezas que fue propuestodesde 1975. Mientras que pasan las piezas, el sistema detecta las propiedades


12

3 8

9

4 5 7

610 1112

Fig. 3-52:

Sistema de avance de piezas

mediante espiral vibratoria

con salidas paralelas para

clasificación de las diferentes

piezas (según Schmid)

1 Cámara CCD


3 Tobera para expulsión

de piezas

4 Tramo de descarga

inclinado

5 Motor de la cinta de

transporte

6 Espiral vibradora

7 Actuador neumático

de tres posiciones

8 Actuador de la cinta

de transporte de los

cargadores

9 Desvío

10 Canal del cargador

11 Motor para adaptación

automática del ancho

de la cinta de transporte

12 Guía lateral

electrofísicas de los dos tipos de piezas en el campo magnético y, a continua-ción, una tobera de chorro de aire las desplaza o no, según el caso, a la cinta detransporte paralela. En consecuencia, las piezas salen del sistema por víasdiferentes según su tipo. Las piezas pueden llegar a este sistema después dehaber pasado por una estación de selección previa de un sistema de transporteque puede ser, por ejemplo, una espiral vibratoria.

La mezcla de piezas es especialmente complicada si se trata de productosnaturales, como por ejemplo nueces. Si bien es cierto que todas estas “piezas”son del mismo tipo, pueden variar mucho en tamaño y en sus formas detalladas.En la fig. 3-54 se propone una solución utilizando el Checkbox de Festo. Las nueces caen libremente y son detectadas desde dos puntos dispuestos en un ángulo de 90° entre sí. El resultado de los valores medidos se utiliza paracalcular el volumen de las nueces. La imagen correspondiente a cada uno de lospuntos se envía mediante espejos y un prisma a una cámara por líneas (soluciónsimilar a la que muestra la fig. 1-2). La medición es difícil porque las nuecesgiran sobre su propio eje al caer, con lo que los movimientos reducen la nitidez.Una vez concluida la operación de medición se activan las toberas neumáticasque se encargan de desviar las nueces mediante un chorro de aire a los canalescorrespondientes (K1, K2 o K3). El éxito de la solución en un caso tancomplicado como este demuestra la eficiencia del Checkbox de Festo.


1

2

p 3

4

5

1

5

2

3

K1

K2

a

K3

c

14

8

9

b86 7 5

Fig. 3-53:

Separación de dos tipos de

piezas según su tipo (según

Kanaew)

1 Electroimán

2 Tobera de chorro de aire

3 Pieza en la acanaladura

de alimentación

4 Canal de salida con

separación según el tipo

de pieza

5 Rotor de transporte

p Aire a presión

Fig. 3-54:

Clasificación de nueces al

caer (Festo)

a) Sistema de medición y

separación (con caída

libre de las piezas)

b) Sentido de los rayos de luz

del sistema de medición

c) Planos detectados

de la pieza

1 Canal de alimentación

2 Anillo con toberas

3 Chorro de aire a presión

4 Separación de las piezas

5 Cámara por líneas

6 Fuente de luz

7 Espejo

8 Pieza

9 Sentido de la detección

Para fabricar a cadencias elevadas es indispensable disponer de piezas quehayan sido controladas anteriormente al cien por cien. De lo contrario seproducen errores que reducen drásticamente el rendimiento de la producción.Los modernos sistemas de detección de imágenes son capaces de captar datosque corresponden a los parámetros esenciales para determinar la forma de unproducto.

El ejemplo más común es el de los tornillos. Los fabricantes de tornillos general-mente los controlan y los separan en función de los siguientes criterios:• Vástago torcido• Cabeza deformada• Rosca dañada, insuficiente o ausencia de rosca• Longitud, altura de la cabeza• Material excedente en la punta del tornillo• Segregación de piezas ajenas• Control de la presencia de la ranura o de la cruz

El objetivo consiste en conseguir una calidad de cero errores y una separaciónsegún tipos, fiable al cien por cien. Para embalar los tornillos también suelerealizarse un conteo en función de una cantidad previamente definida.

Controles complementarios posibles:• Medición del perfil de determinados segmentos • Comparación relativa de las distancias• Comparación absoluta con valores de referencia• Mediciones de longitud y altura• Detección de formas de, por ejemplo, más de 0,1 mm• Detección de escamas, rebabas y virutas• Cantidad de características determinantes del perfil

Todas estas operaciones de medición, comparación, detección, etc. generan unagran cantidad de datos, que es lógico que se aprovechen para fines estadísticos.De este modo es posible obtener una información fiable sobre los productos,identificar tendencias, efectuar controles de largo plazo relacionados con elproducto completo o con sus partes. El software de estadística CheckStatcombinado con el Checkbox de Festo permite, por ejemplo, registrar y evaluarlos datos relacionados con la producción. Los resultados pueden representarsegráficamente en la pantalla. En la fig. 4-1 se muestra un ejemplo de visualizaciónde resultados.

4 Controlar y contar piezas 71

4

Controlar y contar

piezas

4.1 Parámetros de mayorimportancia para elproceso

Si las piezas tienen que embalarse para enviarlas a sus respectivos clientes, esindispensable contarlas. Pero también hay que contar las piezas para disponerde las señales necesarias para controlar los modernos procesos de producción.La cantidad de piezas puede ser, por ejemplo, una información importante parasaber en qué estado se encuentran las herramientas de las máquinas. Ellosignifica que contar las piezas es importante para el proceso de fabricación ypara respetar los intervalos para el mantenimiento de las máquinas. Contarpiezas en movimiento es una operación sencilla si se utilizan detectores ópticos,ultrasónicos o inductivos.

Los contadores digitales suman impulsos (contador aditivo) y los memorizan o

restan impulsos (contador sustractivo) y los memorizan y, además, muestran

en un visualizador los impulsos que van contando.

La cuenta incremental es una operación característica para controlar de modocontinuo la cantidad de piezas identificadas como buenas. La cuenta atrás suelellevarse a cabo con un contador con preselección. Estos contadores permitenajustar un número que corresponde a una cantidad determinada y cuando llegaa cero se emite una señal a la máquina siguiente. Una vez confirmada la señal,se inicia un nuevo ciclo.

Durante la operación de conteo es indispensable que las piezas lleguen alcontador con la suficiente distancia entre sí. Para separar las piezas que formanuna fila puede recurrirse a una cinta de alta velocidad que las va recogiendo deotra más lenta, o también puede utilizarse una unidad de avance por vibraciónprovista de una espiral de inclinación decreciente en su salida. Si en la fila depiezas no hay espacio alguno entre ellas, la situación es más complicada. En la


Fig. 4-1:

Software de estadística para

visualizar los resultados de

medición obtenidos mediante

el sistema Checkbox de Festo

4.2 Contar

Altura

Pol. Mín.

Largo

Superficie

fig. 4-2 se muestra una solución en la que un chorro de aire a presión hacevolcar las piezas. El vuelco puede detectarse, con lo que se obtiene el impulsonecesario para el conteo.

Para preparar los envíos de un cliente determinado también puede recurrirseal conteo de piezas o, si las piezas no son demasiado grandes, también a unsistema de clasificación asistido por medios ópticos.

La preparación de los envíos, en su sentido más amplio, consiste en agrupar

diversas piezas en determinadas cantidades, en función de lo que necesita una

máquina posterior o según el pedido de un cliente.

Una dotación típica incluye, por ejemplo, una determinada cantidad deelementos de unión consistentes en diferentes piezas (tornillos, arandelas,tuercas) que se necesitarán en un sistema posterior de montaje manual o que se embalarán para realizar un envío. Antes, las cajas utilizadas para embalar las piezas pasaban de estación en estación y en cada una de ellas recibían unacantidad determinada de piezas de un solo tipo. Recurriendo a un sistema deentrega de piezas provenientes de un sólo depósito, el espacio que ocupa lalínea de embalaje es mucho menor. Así se ahorra superficie y, además, lainversión es menor que en el caso de sistemas de alimentación de piezasprovenientes de varios depósitos.


Fig. 4-2:

Conteo de piezas que avanzan

de modo continuo

1 Tubo de aire a presión

con tobera

2 Sensor de reflexión directa

3 Fila de piezas

4 Unidad de avance

por vibración

1

2

3

4

Ordenar y orientar piezas sólo tiene sentido si mantienen su posición en elcargador. Para conseguirlo existen diversas alternativas, aunque prevalecen loscargadores de piezas superpuestas. Éstos pueden ser estacionarios o móviles. A continuación se explicarán diversas alternativas.

Una vez que las piezas están debidamente ordenadas (o, al menos, sometidas aun primer proceso de ordenamiento), tienen que introducirse en un cargador.La entrega de un conjunto de piezas de un sistema a otro puede ser fuente deposibles problemas, especialmente si se trabaja con espirales de avance porvibración. El punto de conexión entre el final de la vía y el cargador en el que dichavía desemboca significa el paso de un sistema vibratorio a un sistema que estáen reposo. Ese paso es un punto crítico. Pero también si las piezas pasan de unsistema vibratorio a otro que está en movimiento (cinta de transporte, acanaladurade vibración lineal) tiene que procederse con cuidado. En la fig. 5-1 se apreciaporqué es necesario adoptar ciertas medidas de precaución. Cuanto más largaes la vía de salida, tanto menos favorable resultan las fuerzas que se ocupan deavance de las piezas. En consecuencia es recomendable que el canal de salidanunca sea más largo que el radio D/2. Por lo dicho tampoco puede conectarsede modo fijo una acanaladura que transporte las piezas hacia un cargador.

Ello significa que las acanaladuras tienen que estar separadas entre sí. En la fig. 5-2 se muestran algunos ejemplos. Suele usarse una ranura de ángulo recto,siempre y cuando la longitud de las piezas sea de L > 4b (siendo “b” el ancho dela vía). Si las piezas son más cortas, es mejor que el corte del final de la vía seaoblicuo.

Si la unión es fija, es necesario que los movimientos transversales no actúensobre la vía que lleva hacia el cargador. Para conseguirlo es posible utilizar, porejemplo, una unión por bola y prisma o mediante un resorte.

5 Entregar piezas debidamente ordenadas y orientadas a un cargador 74

D/2

D

5

Entregar piezas

debidamente

ordenadas y orientadas

a un cargador

5.1 Configuración de lasalida en la unidad deavance por vibración

Fig. 5-1:

Aumento de la oscilación de

la salida de las espirales en

función de la longitud

Las piezas debidamente ordenadas pueden avanzar por acanaladuras fijas, perotambién mediante cintas de transporte pequeñas o acanaladuras de vibraciónlongitudinal. En la fig. 5-3 se pueden apreciar las alternativas posibles.

Como lo indica la fig. 5-3a, la cinta de transporte pequeña también puede estardispuesta a 90°. Las acanaladuras utilizadas para transportar piezas a granelsuelen terminar en un corte oblicuo en la zona de entrega de las piezas a unacinta de transporte. De esta manera se aprovecha todo el ancho de la cinta, talcomo se muestra en la fig. 5-4.


a) b) c)

b

a) b)

c) d)

1 2 3

45

Fig. 5-2:

Conexión entre vías que

llevan hacia un cargador

a) Ranura a 90°

b) Ranura con enlace

c) Ranura oblicua

Fig. 5-3:

Transporte de piezas

debidamente ordenadas

a) Cinta de transporte

pequeña

b) Acanaladura de vibración

longitudinal

c) Cargador de piezas

superpuestas

d) Entrega mediante caída

Las piezas que caen por su propio peso en un cargador (fig. 5-3c) no debenatascarse. En consecuencia, cada pieza debe poder avanzar a lo largo de laacanaladura que desemboca en el cargador sin cambiar de orientación. Laspiezas que por su forma tienden a darse la vuelta, deberán llevarse hasta elpunto de entrega mediante cintas de transporte o acanaladuras de vibraciónlongitudinal. Las vías o carriles que llevan hacia el cargador deberían disponerde ventanillas para poder observar el avance de las piezas y para intervenir encaso de producirse algún fallo en dicho proceso. Las ventanillas deberían serinsensibles a la suciedad.

Los modernos sistemas utilizados para orientar y ordenar piezas y para llevarlashasta un cargador suelen tener un sistema de detección de imágenes en lasalida de la cinta de transporte. Una vez resuelto el problema de la segregaciónde las piezas incorrectas, tiene que solucionarse el problema de su transportede regreso al depósito. Para ello pueden utilizarse acanaladuras de retorno, talcomo se aprecia en la fig. 5-5. Otra solución posible consiste en la instalación decintas de transporte en dirección invertida o, como solución más sencilla, elretorno de depósitos pequeños en los que fueron acumulándose las piezasdesechadas.


1

2

3

Fig. 5-4:

Zona de entrega de las piezas

a una cinta de transporte

1 Guía lateral

2 Acanaladura de salida

proveniente de la unidad

vibratoria


pequeña

Fig. 5-5:

Transporte de piezas

incorrectas de regreso al

depósito (Festo)

Entre el depósito y la estación de trabajo siempre debe intercalarse un cargadorpara evitar cualquier factor de casualidad. Las estaciones de trabajo funcionansegún ciclos fijos. La solución estándar consiste en cargadores que tienen unperfil adaptado al de las piezas. El problema principal estriba en que las piezasdeben avanzar por el cargador sin volcar o cambiar su orientación de alguna otramanera. Puede apreciarse un cargador típico fig. 5-6.

Los cargadores pueden tener los perfiles más diversos y estar provistos de tubosflexibles recubiertos de alambres en espiral. La fig. 5-7 ofrece varios ejemplos alrespecto. Siempre deberá preverse un fácil acceso a los cargadores para soltarrápidamente las piezas que se atascan. Además, es importante incluir ranuraspara evacuar la suciedad, para que así las superficies de deslizamiento no acu-mulen impurezas que pueden ofrecer resistencia al avance de las piezas.


3

1

2

5

a) b)

32

5

312

4

1 2

6 7

3 4

8

5

12

13

11109

5.2 Configuración de loscargadores

Fig. 5-6:

Cargador de piezas superpue-

stas en el que las piezas

avanzan por su propio peso

a) Entrada y salida

horizontales

b) Alimentación vertical

1 Alambre de guía del

cargador

2 Pieza

3 Anillo de sujeción

4 Alimentador

5 Entrada para las piezas

provenientes del depósito

Fig. 5-7:

Ejemplos de vías de salida

del depósito y de entrada a

cargadores

1 Canal abierto

2 Canal cerrado

3 Canal parcialmente

cubierto

4 Vía para transporte de

piezas colgadas

5 Pieza

6 Canal con guías superiores

7 Recubrimiento con

alambre de guía

8 Envoltura de alambre

en espiral

9 Cargador con guías de

alambre

10 Tubo abierto

11 Cargador de tubo flexible

con perfil interior

12 Embudo

13 Tubo flexible del cargador

Si la inclinación del cargador ranurado es poco acentuada, también es posibleconcebir una solución con ranuras de deslizamiento neumáticas. En ese caso,las piezas avanzan sobre un colchón de aire sin producirse fricción entre ellas yla superficie de deslizamiento (fig. 5-8). Este sistema funciona con un ángulo deinclinación muy pequeño (· entre 1° y 3°).

En algunos casos es necesario entregar las piezas debidamente ordenadas acargadores móviles (por ejemplo, cargadores planos) que posteriormente seconectan a un autómata de montaje o a otro tipo de estación de trabajo. Lafig. 5-9 muestra la estructura típica de una configuración de esta índole. El cargador tiene que avanzar línea por línea longitudinalmente, mientras que elextremo del tubo flexible tiene llegar sucesivamente a cada uno de los puntosdesplazándose transversalmente. Para conseguirlo tienen que utilizarse ejes deposicionamiento u otros mecanismos fijos o regulables. Incluso puede resultarnecesario detener la alimentación de las piezas al cambiar el cargador.


1

2

3

m · g

·

5 2

1

3

4

3

1

1

2

3

4

5

6

7

Fig. 5-8:

Configuración de cargadores

con deslizamiento sobre

colchón de aire

1 Canal de aire a presión

2 Pieza

3 Taladro de la tobera

4 Guía lateral

5 Colchón de aire

· Ángulo de inclinación

Fig. 5-9:

Equipo para llenar un

cargador

1 Cinta de transporte de las

piezas

2 Embudo

3 Tubo flexible

4 Pieza

5 Eje de posicionamiento

6 Guía para el cargador

7 Cargador plano

Si se alimentan simultáneamente varias piezas diferentes que forman un conjuntoordenado, tienen que introducirse en el cargador según tipos. Tratándose deembalajes preparados para realizar un envío, es suficiente que el conjunto depiezas sea introducido en ellos de modo desordenado. En ese caso, losembalajes o recipientes se colocan automáticamente en el lugar correspondiente.

Para introducir las piezas de modo ordenado en cargadores provistos deacanaladuras es necesario disponer de un sistema controlado en sus entradas.La señal de maniobra tiene que estar activa hasta que la pieza en cuestión llegaa la entrada del cargador.

Tratándose de cargadores múltiples, existen diversas variantes para que un tipodeterminado de pieza llegue al cargador que le corresponde. En la fig. 5-10puede apreciarse una solución de esta índole. Las maniobras están a cargo decilindros neumáticos de varias posiciones. Un factor importante está determinadopor la cantidad de posiciones para recoger las piezas. Si existe un solo punto derecogida, es posible utilizar equipos de tomar y colocar (pick & place). Si hayvarios puntos, por lo general es necesario recurrir a equipos de manipulaciónlibremente programables. En la solución que se aprecia en la fig. 5-10b, unelemento distribuidor abre el paso para que la pieza correcta avance por supropio peso hasta el punto en que será recogida. Las operaciones de llenado y de vaciado de los canales del cargador están desacopladas entre sí.



1

2

3

4

5

G1 G2

G3

a)

b)

3

1

2

6

G

8

c)

1

11

3

7

9

3

10

G

Fig. 5-10:

Cargador múltiple

a) Posiciones de alimen-

tación y de recogida

de piezas variables

b) Posición de alimentación

variable y posición de

recogida fija

c) Posición de alimentación

fija y posición de recogida

variable

1 Cinta de alimentación de

piezas

2 Cargador de canales

múltiples

3 Cilindro de varias

posiciones

4 Guía transversal

5 Piezas de diverso tipo

6 Distribuidor

7 Guía lateral

8 Apoyo del pivote


10 Posición de recogida

11 Desvío

G Movimiento de la pinza

La exigencia de reducir el nivel de ruido ocasionado por instalaciones y equiposindustriales no es nueva. Determinados tipos de depósitos con sistemas detransporte de piezas, especialmente si funcionan con vibración, ocasionaninevitablemente ruidos. Las espirales de chapa que transportan piezas quetambién son de chapa, generan un nivel de ruidos que puede llegar a 90 oincluso a 100 dB(A) si funcionan según el principio del microimpulso. Lossistemas de avance por deslizamiento funcionan con frecuencias entre 5 y 20 Hzy su nivel de ruidos es inferior a 78 dB(A). Para reducir el nivel de ruidos puedenaplicarse diversos métodos:• Revestimiento de la superficie de avance, por ejemplo con láminas de poli-

uretano de 1 mm de grosor o con capas inyectadas. También es posiblerecubrir las superficies con moquetas de filamentos.

• Encapsular el equipo vibrador. Según el tipo de pieza, es posible reducir elnivel de ruidos entre 20 y 25 dB(A). Si la cápsula también está recubierta deun material de insonorización, es posible disminuir el nivel de ruidos de lossistemas correspondientes a unos 60 dB(A).

• Aislamiento completo del sistema de alimentación de piezas. Sin embargoesta solución puede dificultar el acceso al sistema. Los recubrimientossiempre tienen que configurarse de tal manera que el operario puedaobservar el correcto avance de las piezas ya que cualquier fallo tiene quesolucionarse lo más rápidamente posible.

Para no interrumpir el proceso de alimentación de piezas, debe evitarse que las existencias en el depósito se acaben por completo. En consecuencia esnecesario disponer de equipos para rellenarlo. Estos equipos entran en acciónen el momento en que los detectores comprueban que el nivel de las piezas estábajo mínimos. La operación de rellenado de piezas es especialmente importantetratándose de sistemas de espirales vibratorias, ya que en esos casos el depósitonunca debe llenarse totalmente, ya que ello limitaría la libertad de movimientode las piezas, indispensable para el buen funcionamiento del sistema. Los siste-mas de avance oscilantes, los depósitos de oscilación lineal y los depósitos concinta de transporte son ejemplos característicos de equipos utilizados para rel-lenar depósitos. En la fig. 6-1 se muestra una solución con depósito y cinta detransporte.

6 Sistemas auxiliares 81

6

Sistemas auxiliares

6.1 Sistemas para la reduc-ción del nivel de ruido

6.2 Sistemas para rellenardepósitos

De esta manera es posible prolongar los tiempos sin intervención de unoperario, dependiendo del volumen del depósito, del tamaño de las piezas y dela velocidad necesaria para la operación de alimentación de piezas. Claro estáque también el depósito con cinta tiene que rellenarse. Estos depósitos suelenestar a una altura aproximada de 160 cm, por lo que existen versiones provistasde un eje elevador, tal como puede apreciarse en la fig. 6-2. Esta soluciónpermite rellenar el depósito mientras se encuentra en su posición inferior, cercadel suelo.

Si las piezas son ferromagnéticas, la operación de rellenar también puede estara cargo de un sistema de manipulación con pinza magnética, tal como muestrala fig. 6-3. Incluso es posible recoger las piezas directamente de la caja. La pinzamagnética es un simple imán con eje basculante.

6 Sistemas auxiliares82

1

2

316

00 m

m

Fig. 6-1:

Depósito superpuesto a una

cinta de transporte para

rellenar piezas (Intec).

1 Depósito con cinta

2 Unidad de control

3 Columna de soporte

4 Plano inclinado para el

deslizamiento de las

piezas

5 Detector de nivel


espiral

Fig. 6-2:

Rellenar un depósito elevador


con espiral

2 Cilindro telescópico

3 Depósito con cinta

24

3

6

5

1

La operación de rellenar depósitos también puede llevarse a cabo de modorelativamente sencillo con sistemas de transporte de planos inclinados. En elmercado especializado hay a la venta muchos tipos diferentes y todos ellos seactivan únicamente cuando es necesario.

Se sobreentiende que también pueden utilizarse depósitos vibratoriosantepuestos, tal como se muestra en la fig. 6-4. En el caso que aquí se explica,el depósito previo tiene la función de alimentar piezas a 2 depósitos vibratorioscon espiral. Un desvío se encarga de guiar las piezas hacia el depósito vibratorioque las necesita.

Los sistemas neumáticos de transporte de piezas son una alternativa intere-sante para rellenar piezas a granel. En la fig. 6-5 puede apreciarse una represen-tación esquemática de un sistema de ese tipo. El sistema transporta piezas adistancias de hasta 50 metros sin dañarlas. Una unidad de desviación frena las


1

3 4 5

2

1

2

3

4

Fig. 6-3:

Rellenar con un sistema de

manipulación

1 Pinza magnética


con espiral

3 Equipo de manipulación

4 Caja que contiene las

piezas

Fig. 6-4:

Rellenar piezas mediante

un depósito vibratorio

antepuesto

1 Depósito

2 Unidad vibratoria

3 Desvío

4 Canal de alimentación


con espiral

piezas y las dirige hacia los equipos de alimentación de los respectivos depósitos.En esta aplicación es necesario que las piezas sean ligeras (por ejemplo, piezasde material plástico de formas indistintas de hasta 80 mm o piezas metálicas depoco peso). Este sistema no es adecuado para piezas que se traban fácilmenteentre sí.

Para rellenar piezas a tiempo (ya sea por medios automáticos o manualmente),es necesario controlar el nivel de las piezas contenidas en el depósito. Según eltipo de depósito es posible utilizar detectores ópticos, acústicos (ultrasonidos),inductivos o táctiles, siendo suficiente emplear detectores que únicamente seancapaces de ofrecer una información de sí o no. Los detectores ópticos e induc-tivos se montan en el exterior del depósito a la altura del nivel mínimo.Tratándose de depósitos vibratorios con espiral se utilizan “dedos” para palparel centro del plano correspondiente al nivel de las piezas que se encuentran enel depósito (ver ejemplo en la fig. 6-6). Como puede apreciarse, el detector denivel puede estar conectado directamente al depósito que contiene las piezas dereserva. Los depósitos vibratorios con espiral tienen que rellenarse con frecuenciaya que, para funcionar correctamente, el nivel nunca debe ser superior a untercio de la altura total.

6 Sistemas auxiliares84

Fig. 6-5:

Sistema neumático para

rellenar piezas

a) Sistema de transporte

b) Ejemplos de piezas trans-

portables con este sistema

1 Distribuidor con hasta

siete desviaciones

2 Tubo

3 Elevador neumático

con depósito de hasta

400 litros


espiral

5 Desviación con tubo para

la entrega de las piezas

6.3 Sistemas para controlarel nivel

Fig. 6-6:

Detector de nivel (Intec)

y depósito de reserva

a) Depósito de reserva

con detector para medir

el nivel de las piezas en

el depósito vibratorio

b) Ejemplo de detector

de nivel

1 Depósito de reserva

2 Unidad de control

3 Columna de apoyo

4 Detector de nivel


6 Fijación

7 Brazo ajustable

8 Palanca acodada

del detector

9 Detector

3

2

1

10

8

9

76

4

5

123

4 5

a) b)

Naturalmente también tiene que controlarse el nivel de las piezas en loscargadores. Para ello es recomendable utilizar un módulo de orientación depiezas capaz de procesar las señales correspondientes al nivel de llenadoprovenientes del cargador montado delante de él. En la fig. 6-7 se muestra unejemplo característico de control de los niveles mínimo y máximo. Si la cantidadde piezas en el cargador llega al nivel máximo, las piezas siguientes tienen quedesviarse hacia el depósito y, además, debe interrumpirse la alimentación depiezas. En el ejemplo que aquí se comenta, los detectores controlan tres tramosdel cargador (A, B y C).

• Tramo A del cargador: El tramo tiene que ser capaz de acoger todas las piezasque se encuentran debidamente orientadas sobre la cinta de transporte aldesconectar el sistema de alimentación.

• Tramo B del cargador: Este tramo es el cargador propiamente dicho. Sucontenido puede oscilar entre los niveles máximo y mínimo. Cuanto mayor sea su capacidad, tanto menos frecuentes serán las desconexiones de lossistemas de alimentación antepuestos.

• Tramo C del cargador: Este tramo tiene la función de contener siempre lacantidad de piezas necesaria para salvar el tiempo que transcurre hasta quellegue la primera pieza después de volverse a activar el sistema de alimentación. De esta manera se evita una paralización innecesaria de laestación de trabajo debido a ausencia de piezas.

La variación de la cantidad de piezas contenidas en el cargador se explica porlas siguientes razones:• Fenómenos aleatorios al ordenar y orientar piezas• Fallos en el proceso de alimentación de piezas• Fallos en el proceso de recogida de piezas por paralización pasajera de la

estación de trabajo• Calidad de las piezas. Una cantidad demasiado elevada de piezas

equivocadas o defectuosas reducen la eficiencia del sistema de transporte


1

2

3

AB

4

7

8

9

C6

5

Fig. 6-7:

Ejemplo de un tramo

de acumulación de piezas


2 Sistema de orientación

de piezas


4 Equipo de manipulación

con pinza


con espiral

6 Unidad de control

7 Recipiente

8 Detector

9 Posición de entrega

A hasta C Tramos del cargador

Bajo el concepto de manipulación de piezas se entiende una suma de funcionesparciales destinadas a conseguir que una pieza pase de una posición determina-da a otra que es necesaria para los procesos posteriores. La configuración deestos sistemas no es sencilla y suelen existir diversas alternativas para ejecutarlas funciones. Además es necesario disponer de conocimientos bien fundadosen materia del comportamiento estático y dinámico de las piezas, centros degravedad, características de deslizamiento o rodamiento y, además, sobre lainfluencia que tienen las formas de las piezas. Muchas veces basta con modificarligeramente los canales de alimentación, los selectores o las superficies paraobtener el resultado deseado.

Por “técnicas de manipulación” se entienden los factores que son necesarios(tipo, orden y disposición de medios auxiliares tales como selectores, unidadesde maniobra y pinzas), para que una pieza llegue a un determinado lugar en unaposición y orientación determinadas. En su sentido más amplio, las técnicas demanipulación cubren todo el proceso de alimentación de piezas. En la fig. 7-1 semuestra un ejemplo esquemático de diversos niveles de equipamiento. En estecaso, el depósito vibratorio con espiral no es más que un ejemplo que representacualquier sistema de transporte de piezas. Al planificar un proyecto, siempre hayque tener en cuenta la totalidad de los procesos (cómo llevar una piezaproveniente de un depósito hacia un lugar determinado de modo económico,fiable y rápido). Los elementos técnicos básicos están constituidos por lasunidades funcionales que se ocupan de los diversos procesos necesarios(almacenar, mover, sujetar, ordenar, posicionar, almacenar temporalmente,verificar y controlar).

7 Técnicas de manipulación de piezas86

1 2

34

5

6 2

4

7 8

9

Teile werden geordnet bereit-gestellt, System ist nichtflexibel

Es können mehrereverschiedene Teile geordnetwerden. Flexibilität istgegeben.

Ein Vorbunker sorgt fürgrößere bedienerfreie Zeiten.

Komplettes Zuführ- undHandhabungssystem;für flexible Anwendungengeeignet.

7

Técnicas de

manipulación de piezas

7.1 Informaciones técnicasbásicas

Fig. 7-1:

Ejemplos esquemáticos

de diversos niveles

de equipamiento

1 Sistema de avance de las

piezas provenientes de un

depósito

2 Unidad de control

3 Sistema para ordenar

(orientar) piezas

4 Control

5 Detector de nivel


con columna

7 Equipo de tomar y colocar

8 Estación de trabajo

9 Transporte después

del montaje

Alimentación ordenada de piezas. Sistema inflexible

Posibilidad de ordenar diversas piezas. Sistema flexible

Almacén para prolongar los tiempos exentos de intervención

Sistema completo de ali-mentación y manipulación.Apropiado para aplicaciones flexibles

Para la fabricación de productos en grandes series siguen utilizándose sistemasde transporte con espirales vibratorias provistas de elementos mecánicos(selectores) para orientar debidamente las piezas. Los ejemplos ofrecidos acontinuación indican qué elementos tienen que combinarse para conseguir la orientación adecuada de las piezas.

En el primer ejemplo (fig. 7-2) vemos cómo se ordenan arandelas depresión. Laspiezas que llegan en la posición adecuada quedan colgadas de la barra y lavibración hace que giren de tal modo que su lado abierto quede orientado haciaarriba. De esta manera quedan debidamente orientadas en la barra que hace lasveces de cargador. El punto crítico es la entrega de las piezas a la barra.

Configuración del sistema de manipulación: Separación de piezas colgantes mediante varilla (sección C-C) – Tope de altura – Ranura – Barra – Cargador

7 Técnicas de manipulación de piezas 87

AB

C

C

5

4 1 3

Ansicht ASchnitt C-C

21

Ansicht B

7.2 Ejemplos de aplicaciones

7.2.1 Alimentación mediantesistema de avance porvibración

Fig. 7-2:

Ordenar arandelas de presión

1 Barra (cargador)

2 Salida

3 Chapa de sujeción

de la barra

4 Unidad vibradora

5 Pieza

Plano C-C Perspectiva A

Perspectiva B

El siguiente ejemplo muestra la alimentación de soportes angulares con muñónlateral. En la zona de caída algunas piezas caen de tal manera que el muñónentra en el carril. A continuación, la pieza se orienta en función de su centro degravedad para a continuación salir en la posición correcta. Aunque la pieza tieneuna forma relativamente complicada, es suficiente instalar algunos pocosselectores sencillos para obtener los resultados deseados (fig. 7-3).

Configuración del sistema de manipulación: Descarga – Zona de caída – Espiralranurada con borde – Espiral ranurada – Espiral ranurada con borde


1

C

C

B

B

A

A

2

3

3

4

30°

Schnitt A-A Schnitt B-B Schnitt C-C

Ansicht X

b + s

X

Fig. 7-3:

Ordenar soportes angulares

con muñón

1 Zona de caída

2 Salida de la vía

3 Pieza

4 Salida de la espiral

b Ancho de la pieza

s Holgura (0,2 hasta 1,0 mm)

Plano A-A Plano B-B

Perspectiva X

Plano C-C

El tercer ejemplo (fig. 7-4) muestra una pieza que no permite reconocer suorientación simplemente recurriendo a la imagen de su perfil. La ranura única-mente queda visible si la pieza está orientada de una determinada manera. Lasolución que aquí se explica consiste en que las piezas tienen que avanzar“montadas” sobre un carril. Las piezas que se encuentran mal orientadas no son capaces de hacerlo, por lo que vuelven a caer al depósito.

Configuración del sistema de manipulación: Desviación – Tope – Carril perfilado – Carril cubierto del cargador


1

B

B

A A

4

2

3

5

6

7

8Schnitt A-A

Schnitt B-B

Fig. 7-4:

Ordenar discos ranurados

1 Carril

2 Borde

3 Desviación

4 Tope

5 Pieza



incorrecta


de las piezas

Plano A-A

Plano B-B

El último ejemplo (fig. 7-5) demuestra que para aumentar el rendimiento delsistema es posible recurrir a superestructuras vibratorias con varias vías desalida. Las piezas van asumiendo una posición vertical en cada uno de loscanales. De esta manera, todas las piezas tienen la misma orientación.

Configuración del sistema de manipulación: Tope de altura – Ampliación de lasuperficie de la espiral – Ranura perfilada – Ranura longitudinal – Salida hacia el cargador


B

B

1

2

3

6

D

D

C

C

A

A

5

4

3

7

Schnitt A-A Schnitt B-B

Schnitt C-C Schnitt D-D

Fig. 7-5:

Ordenar cánulas


con espiral

2 Tope de altura

3 Pieza

4 Escalón

4 Tramo de vías paralelas

5 Ranura para descolgar

6 Cargador de vías múltiples

Plano A-A Plano B-B

Plano C-C Plano D-D

Antes ya fueron explicadas las ventajas que ofrecen los sistemas de detecciónsin contacto. La fig. 7-6 contiene una configuración típica de los equiposcorrespondientes y muestra algunas piezas apropiadas para estos sistemas.Llama la atención que es posible reconocer de modo fiable características dedimensiones muy pequeñas que distinguen a las piezas (muelle cónico, eslabónbiselado), incluso si éstas pasan a gran velocidad.

Configuración del sistema de manipulación: Tope de altura – Descarga – Entregaen la cinta – Transporte – Detección de las formas/procesamiento de la imagen –Expulsión por chorro de aire – Recopilación


7.2.2 Sistemas dereconocimiento de características sin contacto

Fig. 7-6:

Detección óptica del perfil de

piezas en movimiento (Festo)

a) Esquema del equipo

completo

b) Ejemplos de piezas

adecuadas


2 Caja de clasificación

3 Unidad de detección

4 Equipo de control

y programación

5 Espiral de avance

por vibración

6 Tobera de chorro de aireMessing-buchse

Werkstück Kamerabild

Lüster-klemmen-einsatz

Ketten-lasche

Ventil-feder

0 128 256

128

256

0 128

128

256

128

2

163

5

4

Pieza

Casquillode latón

Borne

Eslabón

Muelle deválvula

Imagen de la cámara

Existen 10 razones de peso que justifican el uso de sistemas de orientaciónmediante detección óptica:1. Disponibilidad de equipos industriales autónomos y de probada eficiencia2. Programación sencilla y rápida de piezas de referencia mediante modalidad

“Teach-In” 3. Gran rendimiento cuantitativo, incluso en la modalidad de “ordenar me-

diante selección” (método de orientación por selección)4. Posibilidad de combinar con diversos sistemas de transporte de las piezas

provenientes de un depósito5. Adecuado para agrupar tipos de piezas (clasificación) al trabajar con

mezclas de piezas6. Posibilidad de evaluar según diversos criterios de calidad7. Mayor versatilidad por necesitar una cantidad menor de elementos

mecánicos con apariencias definidas por las formas de las piezas8. Gran valor del equipo, ya que puede ser utilizado en otras aplicaciones

si la aplicación original ya no se utiliza9. Posibilidad de conteo de piezas buenas o correctamente orientadas10. Posible inclusión en estructuras de procesamiento de datos de jerarquía

superior

Se trata de un método para la orientación automática de piezas metálicaspequeñas, especialmente tratándose de piezas que tienen un perfil interior(características ocultas a la vista). El sistema se explica en la fig. 7-7. Las piezasatraviesan un campo electromagnético y, tal como puede apreciarse, dichocampo atraviesa las piezas aplicando fuerzas en su interior que, aunque son ínfi-mas, son suficientes para hacerlas girar hasta que queden correctamente orien-tadas.

El sistema aprovecha el efecto según el cual las fuerzas tienen una incidenciairregular si las piezas no son simétricas. En consecuencia, las piezas giran hastaproducirse un equilibrio entre las fuerzas que actúan sobre ella.


1

6b)

c)

M

B

FM

a)

5

4

3

2

7.2.3 Ordenar según elmétodo electroma-gnético

Fig. 7-7:

Orientación electromagnética

a) Esquema del sistema

b) Características del campo

magnético

c) Fuerzas existentes en el

campo magnético


con espiral

2 Pieza

3 Acanaladura

de alimentación

4 Polos

5 Bobina

6 Imán

B Inducción magnética

FM Fuerza electrodinámica

M Momento de giro

Las piezas tienen que ser metálicas, aunque no necesariamente férricas. Ellosignifica que este método también funciona con materiales como latón, plata,cobre y aluminio. En la fig. 7-8 se ofrece una lista de las piezas más apropiadaspara este sistema. Los parámetros técnicos recomendados del sistema son losque se indican a continuación:

Inducción 0,1...1,0 TFrecuencia 50...50 000 HzPotencia efectiva 0,1...1,5 kWTiempo necesario para orientar las piezas 0,1...1,2 s

Si, por ejemplo, las dimensiones de una pieza son de 10 x 10 x 2,5, el rendi-miento del proceso de orientación es entre 350 y 400 piezas por minuto. Lapotencia efectiva no supera los 100 W. El sistema está compuesto por elementossencillos que apenas se desgastan [31, 32]. Las piezas características suelentener un peso de 20 gramos, hasta un máximo de 50 gramos. El rendimientomáximo puede llegar a ser de hasta 400 piezas por minuto.

En la fig. 7-9 puede apreciarse un sistema que funciona según la modalidad de“ordenar mediante selección” (método de orientación por selección). Se trata deun sistema que dispone de varios elementos activos para modificar la orien-tación de la pieza. Como bien sabemos, ordenar significa modificar la orien-tación de una pieza (pasando por posiciones estables e inestables) hasta quequede en la posición estable que se desea obtener. Para lograrlo, es necesarioque la pieza se mueva. El ejemplo que aquí se explica sirve como modelo paraeste tipo de aplicaciones. Las piezas amontonadas se separan mediante un


1 3

2

Fig. 7-8:

Ejemplos de piezas

apropiadas para el método

electromagnético

1 Pieza

2 Material diferente al del

resto de la pieza (por

ejemplo, elemento

bimetálico)

3 Piezas con perfiles

interiores (muy adecuadas

para este método)

7.2.4 Ordenar por fases, con reconocimientomediante imagen

movimiento vibratorio, de modo que las piezas que avanzan por la cinta detransporte ya están separadas entre sí. Sin embargo, su orientación aún esaleatoria. La cinta efectúa movimientos longitudinales alternos. En una segundafase, un cabezal aplica un impulso a una pieza seleccionada por estar mal orien-tada, circunstancia detectada previamente mediante una cámara. El golpe escertero, por lo que se genera el momento de giro exactamente necesario paraque la pieza gire 180 grados. El golpe se aplica en la parte inferior de la cinta detransporte. Para lograr que el golpe sea preciso, el cabezal se posiciona en ellugar adecuado del plano x-y en función del resultado del procesamiento previode la imagen. A continuación, una segunda cámara localiza el punto preciso pararecoger la pieza con la pinza, transmitiendo las señales correspondientes a lascoordenadas a la unidad de control del robot. Las piezas sobrantes o las que seencuentran mal orientadas son desviadas hacia el depósito. Este sistema puedeutilizarse para piezas de casi cualquier forma.

Para ordenar piezas ligeras es posible utilizar una combinación de mediosmecánicos y aerodinámicos. Estos sistemas permiten obtener un nivel derendimiento cuantitativo muy elevado. El método se explica, a modo de ejemplo,recurriendo a una pieza de material plástico, tal como consta en la fig. 7-10 [36].Se trata de una pieza de formas complejas con muchos detalles. Esta piezadifícilmente puede orientarse utilizando únicamente selectores mecánicos y,además, una solución de ese tipo sería poco fiable.


1

2

3 4

5

6 7 8 9

15

1413

101112

Fig. 7-9:

Sistema de alimentación y

orientación de piezas (Adept).

1 Cámara para definir

la posición de recogida

de la pieza

2 Robot industrial

3 Leva para impulsar la

pieza, controlada en

el plano x-y

4 Pieza

5 Cámara para definir

la posición de la leva

6 Campo visual

7 Detectores para controlar

la separación de las

piezas

8 Piezas amontonadas

9 Depósito

10 Carro x-y

11 Cinta de transporte de

movimiento continuo

12 Fuente de luz

13 Agitador

14 Retorno de piezas

sobrantes o mal orien-

tadas

15 Sistema de avance

parametrizable con efecto

de vibración

7.2.5 Ordenar con mediosaerodinámicos

Las piezas llegan a gran velocidad provenientes de un sistema de transporte(equipo de avance por centrifugación, equipo de alto rendimiento de avance porvibración) (ver fig. 7-10b). En la primera fase, las piezas mal orientadas giran180° alrededor de su eje vertical en función del sentido del avance. Para lograrlose aprovecha la posición del centro de gravedad. Las piezas correctamenteorientadas no giran porque la fuerza del chorro de aire no es suficiente. En lasegunda fase se consigue la orientación de las piezas en función de su ejelongitudinal. Las piezas pasan por una placa provista de toberas. Antes de salir,el chorro de aire es dividido para que fluya por canales que forman un diseñoreticulado. Posteriormente tienen que recogerse las piezas sin modificar suorientación, una tarea nada fácil. El rendimiento de este equipo es de 250 piezaspor minuto, un rendimiento muy superior al de otros sistemas, especialmenteaquellos que utilizan elementos mecánicos.


1

S2

3

6

5

4

5

7L = 42 mmL/D = 7

Fig. 7-10:

Elementos para ordenar

piezas en sistemas aero-

dinámicos (según Lorenz y

la firma Grimm)

1 Pieza

2 Depósito

3 Vía para el deslizamiento

de las piezas

4 Tobera


de las piezas

6 Campo reticulado cubierto

por la tobera

7 Carril de guía


La selección de sistemas para la alimentación tiene que hacerse por fases,considerando que puede variar la secuencia de las tareas (almacenar, alimentar,ordenar, clasificar, orientar, introducir en el cargador, recopilar). El sistema tieneque ser compatible con las piezas, ofrecer el rendimiento necesario y ser sufi-cientemente versátil y, tiene que ser capaz de alimentar siempre la cantidad depiezas necesaria. Asimismo, todo el equipo tiene que poder adquirirse en breveplazo y a un precio razonable.

La dificultad de la manipulación de las piezas varía según sus formas. Éstas pueden tener las siguientes características:• Dimensiones asimétricas• Posición asimétrica del centro de gravedad de la masa• Asimetrías interiores• Propiedades físicas asimétricas (por ejemplo, piezas de varios materiales)• Superficies asimétricas (por ejemplo con emblemas grabados)

Cuanto mayor es la cantidad de características asimétricas, tanto más compli-cadas son las operaciones de manipulación necesarias para conseguir que lapieza quede orientada de una manera determinada o, respectivamente, tantasmás piezas tendrán que desviarse. La forma de la pieza es el factor que másincide en la operación de manipulación. Para demostrarlo podemos observar enla fig. 8-1 algunas piezas debidamente clasificadas según grados de dificultad.En términos generales puede afirmarse que la manipulación de piezas resultacada vez más complicada si avanzamos diagonalmente hacia la parte derechainferior del cuadro. Es evidente que una bola tiene una simetría ideal, mientrasque las piezas de formas salientes e irregulares pueden engancharse fácilmenteentre sí cuando están amontonadas, por lo que es necesario aplicar mediostécnicos especiales con el fin de separarlas para proceder a su alimentaciónautomática (lo que no siempre es posible). Claro está que los diseñadoresindustriales tienen que procurar que la pieza sea lo más simple posible paraque sea manipulable [5]. Sin embargo, en la práctica podemos observar que enmuchos casos ya no es posible configurar las piezas de modo que puedan mani-pularse fácilmente mediante sistemas automáticos.

8 Selección de sistemas para la alimentación de piezas96

Piezas con superficiesexteriores lisas

Formas en perfilesinteriores y exteriores

Piezas con elementosexcéntricos

Piezas compuestasirregulares

Ejemplos de formas básicas de piezas

Características Esfera Barra Pieza plana Hongo Piezairregular

8

Selección de sistemas

para la alimentación

de piezas

8.1 Formas de las piezas ygrados de dificultad

Fig. 8-1:

Clasificación de piezas según

formas básicas y elementos

que determinan su forma

Para determinar si un sistema de alimentación de piezas es adecuado, primerohay que saber qué factores y criterios de referencia deben tenerse en cuenta.Para efectuar comparaciones puede recurrirse a los siguientes criterios:• Masa máxima admisible de las piezas • Cantidad de piezas alimentadas por unidad de tiempo• Cantidad máxima de piezas en el depósito o, lo que es lo mismo, tiempo

máximo sin intervención del operario• Resistencia de la pieza durante las operaciones de alimentación (peligro de

dañar las piezas)• Compatibilidad con los materiales utilizados• Posibilidad de reequipamiento o, características que aumentan la versatilidad

del sistema• Disponibilidad de técnica comprobada y vida útil• Precisión de las formas y dimensiones detectables de la pieza• Accesibilidad para eliminar fallos en el sistema• Posibilidad de agregar funciones complementarias• Conexión a la unidad de control de sistemas de jerarquía superior

La velocidad del proceso de alimentación depende en buena medida del métodoelegido para ordenar las piezas. Tratándose de sistemas de avance por vibraciónque, por cierto, están muy difundidos, es inevitable que se intercalen piezas malorientadas. Si se aplica la modalidad de ordenar por selección (usual en el casode sistemas ópticos), únicamente una pequeña parte de la cantidad original depiezas queda orientada correctamente. Ello significa que es necesario que ungran número de piezas pasen por el sistema de orientación (detección), con loque inevitablemente también la velocidad de avance tiene que ser alta. Dichosea de paso que estos dos métodos son también calificados de “activo” y“pasivo”.

Para explicar cómo definir la velocidad del proceso de alimentación recurriremosal ejemplo de la espiral de avance por vibración. La velocidad tiene que ajustar-se de tal modo que la máquina a la que se alimentan las piezas nunca tenga queesperar. En consecuencia, el rendimiento de alimentación PZ tiene que ser algosuperior a la velocidad PS de funcionamiento de la máquina (PZ = (1,1...1,3) PS). Además hay que tener en cuenta que el avance de laspiezas puede ser irregular. En primer término tiene validez la fórmula siguiente:

PZ = PS/(1-k1) in min–1 o piezas por minuto

siendo k1 el coeficiente aplicable a la irregularidad del avance de las piezas (en el caso de un sistema de avance por vibración, k1 es de aproximadamente0,2...0,3).

A continuación hay que determinar la velocidad v (velocidad necesaria para laalimentación de las piezas). Con ese fin tenemos que realizar el siguientecálculo:

v = PZ·L/(60 k2) in mm/s

8 Selección de sistemas para la alimentación de piezas 97

8.2 Evaluación delrendimiento

L Longitud de la pieza orientada en el sentido del avance, en mmk2 Coeficiente para llenar la espiral con piezas correctamente orientadas

Para obtener el factor k2 debemos efectuar el siguiente cálculo:

k2 = F·L/(L + s)

F Coeficiente de probabilidad de la presencia de piezas orientadascorrectamente en la espiral

s Valor medio del espacio entre las piezas que avanzan en la espiral.

El factor k2 representa la densidad del flujo de las piezas y la probabilidad deorientación que tienen las piezas que avanzan en la espiral. Este dato suele serempírico. El cálculo de probabilidades también tiene en cuenta la orientaciónque asumen preferentemente las piezas al caer. Tratándose de piezas de sime-tría rotativa sencilla, las piezas asumen preferentemente las orientaciones quemuestran la fig. 8-2. Podemos constatar que las dimensiones son un factordecisivo, tal como ya se comentó en el capítulo 3.1 (fig. 3-4). El coeficiente Fdepende de los siguientes factores:• Forma de las piezas• Propiedades del material• Sistema utilizado para orientar las piezas (secuencia de selectores)• Forma de la superficie útil de la espiral• Clasificación de las piezas amontonadas• Índice de los impulsos generados por la unidad de vibración

Para determinar un valor aproximado de F en sistemas de procesos de ordenamiento pasivo podemos aplicar la siguiente ecuación:

F = 1/√¯1 + (d/L)2

Debiendo ser L > d. La ecuación es válida para piezas cilíndricas simétricas ypara cilindros escalonados. En el caso de este tipo de piezas, la ecuación tam-bién es válida en procesos de ordenamiento activo.

2 1 0,5

90 10 70 30 44 56

D

L

Werkstück

L/D

Vorzugs-lage inProzent


Fig. 8-2:

Posiciones que una pieza

sencilla asume

preferentementePieza

L/D

Orientaciónpreferenteen porcentajo

En el caso de procesos de ordenamiento pasivo de piezas cilíndricas asi-métricas, aplicamos la fórmula siguiente:

F = 0,5/√¯1 + (d/L)2

Al alimentar placas delgadas y simétricas (siendo b < L >> a) y piezas redon-deadas largas y simétricas (L > 10 d) puede suponerse que F = 1 (b ancho, a grosor). Si las piezas son asimétricas es necesario utilizar sistemas máscomplicados, para los que F únicamente puede determinarse medianteexperimentos.

Ejemplo: Tarea: Determinar la velocidad media de alimentación aplicable a piezas como laque aparece en la fig. 8-3. La máquina (a la que se alimentan las piezas)necesita PS = 80 piezas por minuto debidamente orientadas. Si aplicamos elfactor k1 = 0,25 obtenemos

F = 1/√¯1 + (d/L)2 = 1/√¯1 + (8/40)2 = 0.98

Si las piezas son ordenadas de modo activo al final de la espiral, podemos supo-ner que se trata de una fila ininterrumpida de piezas, lo que significa que s = 0.A continuación determinamos el factor k2:

k2 = F·L/(L + s) = 0,98·40/(40 – 0) = 0,98

con lo que la velocidad de la alimentación v es

v = L·PZ·1,2/(60 k2) = 40·80·1,2/(60 0,98) = 65 mm/s

40

R

8


Fig. 8-3:

Pieza empleada para un

ejemplo de cálculo

Las fases de un proceso de selección sólo pueden describirse en términos muygenerales (ver fig. 8-4) porque existen muchas circunstancias marginales quepueden resultar decisivas. En un equipo de montaje bien puede ser que el factorde mayor relevancia sea el espacio disponible. En ese caso, deberá establecerseuna prioridad entre los criterios aplicados para realizar la selección y, porsupuesto, el orden de las prioridades puede cambiar de caso en caso.

Antes que nada tiene que estudiarse cómo se comportará una pieza y cuáles sonsus características (tendencia a asumir una posición estable determinada alordenar las piezas o al realizar un proceso previo de ordenamiento, solidez de loscantos, peligro de rotura, sensibilidad al roce continuo, carga electrostática, etc.).

La selección de equipos de alimentación de piezas provenientes de un depósitotambién depende de los equipos ya instalados en la empresa y que funcionansatisfactoriamente. La existencia de un parque de máquinas uniforme facilita sumantenimiento y simplifica el almacenamiento de piezas de recambio. Lanecesidad de disponer de depósitos de reserva depende del tamaño de las piezasy del rendimiento que debe tener la instalación. En muchos casos se adquiereninstalaciones completas con depósito y sistema de alimentación de piezas com-binados con los depósitos de reserva correspondientes. Si se opta por unasolución de este tipo, disminuye la cantidad de fases del proceso de selección.

La selección del sistema utilizado para ordenar las piezas depende sobre tododel estado que deben tener las piezas al término del proceso (por ejemplo,clasificadas pero desordenadas o ordenadas y preparadas en un cargador). Entodo caso, el sistema utilizado para ordenarlas tiene que recurrir a determinadascaracterísticas aprovechables de las piezas. Los selectores mecánicos, porejemplo, bien pueden aprovechar determinadas características del interior delas piezas, cosa que no es posible utilizando sistemas ópticos con cámaras queofrecen imágenes del perfil de las piezas.

El tipo de cargador depende de la forma en que las piezas tienen que seralimentadas a la máquina. Ello puede hacerse con empujadores, con pinzas o, también, permitiendo que las piezas caigan por su propio peso.

Al tomar una decisión, deberán considerarse los siguientes costos y circunstancias marginales:• Costos del hardware (equipos e instalaciones técnicas)

- Costos de planificación, diseño, desarrollo y construcción- Planificación, construcción, realización de pruebas, comprobación

del funcionamiento- Costos de montaje- Reducir los costos de los equipos aumentando el rendimiento- Costos en concepto de amortización de las instalaciones

• Costos operativos- Costos de mantenimiento y reparación- Costos de reequipamiento y reprogramación- Costos ocasionados por la eliminación de errores- Costos por uso de superficies


8.3 Algoritmo de selección


Inicio

Captación de datos iniciales y condicionesgenerales; determinar comportamiento

de las piezas

Selección de un sistema de alimentaciónsegún criterios ponderados

Selección de un sistema pararellenar el depósito

¿Se encontró un equipo?

A Avance por centrifugación

B Avance por vibración

C Avance en pendiente y planosoblicuos

D Avance escalonado

E Avance por segmentos

F Otros sistemas de avance

Equipos Le Ma

Equipos

G

H

I

J

K

Depósito con cinta

Depósito vibratorior

Alimentador en ángulo

Pinza magnética

Otros equipos

Vo Ge Ve

Procedimiento

L

M

N

O

P

Q

Ordenamiento activo, mecánico

Ordenamiento pasivo, mecánico

Ordenamiento mediante imágenes

Ordenamiento de mezcla de piezas

Ordenamiento y conteo

Procedimiento especial EMAGOy otros

Le Fl

Cargadores

Columna, ranura, tubo

Caja

Depósito por ciclos, de placas

Depósito por tipos, varias filas

Soluciones especiales

Sp Au

R

S

T

V

U

Relación precio/rendimiento

Amortización

Soluciones propias

Precio, durabilidad

Financiación

Otros criterios

Selección de un sistema de ordenamiento,clasificación y conteo

Si procede, verificación delos parámetros de control

¿Se encontró un cargador?

Formulación de la solución completapor ejemplo B-G-N-T

Análisis de todos los asuntoscomerciales y económicos

¿Se aceptó la solución?

Fin

No

No

No

No

No

¿Se encontró un equipo?

¿Se definió el sistema?

Determinación de una técnica de cargador

desfavorable

favorable

Fig. 8-4:

Esquema general de las fases

del proceso de selección de

un sistema de alimentación

de piezas provenientes de un

depósito

Au Costo

Fl Versatilidad

Ge Nivel de ruidos

Le Rendimiento

Ma Masa de la pieza

individual

Sp Capacidad del depósito

Ve Tendencia a quedar

enganchada

Vo Capacidad máxima del

depósito de reserva

• Costos de adquisición- Compra de módulos de eficiencia comprobada (suministro directo desde

el almacén del proveedor)• Valor residual

- Posibilidad de usar el equipo en otras aplicaciones si la aplicación originaldeja de ser válida (interrupción de la fabricación de un determinado artículo o de todo el proceso)

• Costos de personal- Costos ocasionados por la cualificación profesional necesaria para el manejo

de los equipos- Parte proporcional de los costos generales ocasionados por los operarios

Por último cabe destacar que el algoritmo de selección aquí explicado única-mente es un medio auxiliar que puede ampliarse o reducirse en todo momentoen función del pliego de condiciones válido en cada caso específico.

En la actualidad podemos observar que las operaciones industriales que todavíase ejecutan a mano (trabajos que suelen llamarse “artesanales”) tienden asustituirse por sistemas automatizados. Entre ellos están los sistemas demanipulación de piezas (por ejemplo, orientación y alimentación de piezaspequeñas). Desde la perspectiva económica siempre es recomendable compararlas alternativas posibles, tales como, por ejemplo, alimentación manual depiezas (que es sumamente versátil), alimentación mediante sistemas de avanceautomático de piezas provenientes de un depósito, incluyendo selectores parasu orientación (este sistema depende en buena medida de las formas de laspiezas y, por lo tanto, es poco versátil) o alimentación mediante sistemas opto-electrónicos de detección e identificación de piezas (sistemas versátiles yprogramables mediante modalidad Teach-In).

Al final de las comparaciones debe calcularse el costo por pieza o por lote. Eléxito de cada aplicación depende del umbral a partir del cual se obtienenbeneficios (punto muerto o umbral de rentabilidad) [33]. Antes de alcanzar eseumbral, los costos son superiores a los beneficios, con lo que se generanpérdidas. Una solución técnica ofrece ventajas únicamente después de habersesuperado ese umbral (fig. 8-5).


8.4 Consideracioneseconómicas

Fig. 8-5:

El umbral a partir del cual

se obtienen beneficios marca

el punto a partir del cual un

sistema ofrece ventajas

económicas

Cost

os, b

enef

icio

s

Rendimiento, cantidad

Beneficio total

Punto de rentabilidad

Costos totales

9 Glosario

Aerodinámica

Orientación por medios aerodinámicosOrdenamiento de piezas en corrientes aerodinámicas utilizando toberasneumáticas y aprovechando el coeficiente de penetración aerodinámica cw delas piezas, su centro de gravedad y otras características aprovechables entérminos de técnica de flujo

Asimetría

Irregularidad geométrica. Formas diferentes a ambos lados del eje central delcuerpo.

Avance por deslizamiento

Tipo de movimiento que ejecutan las piezas sobre una vía vibratoria sinapartarse de ella, moviéndose como si formaran una masa viscosa.

Característica

La característica es una propiedad física o calculable de una pieza que ladistingue de otras piezas de su mismo tipo.

CCD

Acrónimo de Charge-Coupled-Device. Sensor sensible a la luz que emite unaseñal analógica que tiene que digitalizarse antes de su procesamiento por elordenador.

Coeficiente de lanzamiento

Parámetro característico que expresa la aceleración que experimentan las piezassobre un sistema de avance por vibración. Dicho parámetro expresa laaceleración de accionamiento normal orientado hacia la cinta en función de laaceleración terrestre. El coeficiente de lanzamiento es entre 1 y 3,3 en el caso desistemas de vibración de avance por microimpulsos.

Detector de cantos

Procedimiento de cálculo en sistemas de procesamiento de imágenes paradetectar cantos en una imagen (escena, reproducción). Antes de obtener laimagen de los cantos mediante conversión a datos digitales (recurriendo a unaimagen con matices grises) suelen anteponerse operaciones para alisar yreforzar los cantos.

Divergencia de características

Margen de variación de las características (causadas por errores de las formas,dimensiones y posiciones) de una o varias piezas de referencia, memorizadaspor un sistema de detección.

Estabilidad

Propiedad de la pieza de mantener su orientación durante su avance sobre una superficie determinada.

103

9

Glosario

Estabilidad de la posición

Propiedad que tiene una pieza de mantener su superficie de apoyo al avanzar a lo largo de una superficie oblicua y/o vibratoria.

Grado de desorden

Dato que indica la cantidad máxima de movimientos de traslación y/o rotaciónque tiene que ejecutar una pieza para asumir un estado definido. Tratándose depiezas que se encuentran amontonadas, U = 6.

Mecánica de vibración

Especialidad de la mecánica (dinámica) que se dedica a la teoría de lasvibraciones.

Memoria de características

En el procesamiento de imágenes, la memoria que contiene las característicasnecesarias para detectar (y comparar) objetos.

Microimpulso

Modalidad de transporte de piezas sobre una cinta vibratoria. Las piezasejecutan un salto de milésimas de milímetro.

Orientar

Mover una pieza de tal manera que pase de una orientación indefinida a otradefinida sin importar su posición.

Pieza de referencia

Pieza memorizada por un sistema de detección para disponer de sus datoscaracterísticos. Esos datos sirven de referencia para compararlos con los deotras piezas del mismo tipo.

Pieza correcta

Pieza idéntica a una pieza de referencia (que no supera los límites de toleranciaadmisibles).

Piezas amontonadas

Denominación genérica para piezas desordenadas contenidas en un depósito.Estado caótico de las piezas en lo que se refiere a su posición y orientación.

Perfil

Línea ininterrumpida que por lo general representa el perímetro o la silueta deun objeto. Los segmentos del perfil están representados por un tramo abierto dedicha línea.

Posición preferente

Orientación estable que asume preferentemente una pieza en función de sugeometría y su centro de gravedad sobre una superficie plana o sobre una cintavibratoria. La posición preferente puede determinarse de modo aproximadollevando a cabo diversas pruebas.

9 Glosario104

9 Glosario

Posicionar

Mover una pieza de tal manera que pase de una posición indefinida a otradefinida sin importar su orientación.

Probabilidad de ordenamiento

Relación estadística existente entre la posición y orientación necesarias y la totalidad de posiciones y orientaciones posibles.

Resolución

Definición de una imagen. En una imagen digital, cantidad de puntos en sentidohorizontal y vertical.

Rendimiento de salida

Cantidad de piezas que abandonan un depósito vibratorio u otro tipo de sistemade avance en la posición correcta (necesaria) por unidad de tiempo (piezas porminuto).

Selectores

Elementos mecánicos utilizados para ordenar piezas mientras están en movi-miento. Su finalidad consiste en colocar las piezas desordenadas en una ori-entación determinada. Para ello, el sistema de selectores descarta las piezasque no puede colocar en determinado sentido e iguala la orientación de todaslas demás. También se les conoce como «chicanes».

Simetría

Correspondencia de posición, forma y dimensiones de las partes de un cuerpo o una figura a uno y otro lado de un plano transversal o alrededor de un punto o un eje.

Sistema de rellenado

Equipo que se encarga de introducir piezas nuevas en depósitos. Estos sistemaspor lo general entran en acción periódicamente.

Subpixeling

En el procesamiento de imágenes, un procedimiento fotométrico. Con estemétodo es posible aumentar teóricamente la resolución con el fin de obtenerinformaciones más precisas sobre un objeto, cuya imagen se proyecta sobre un“sensorarray” (matriz de sensores). La precisión de la exploración es superior ala que se determina por la distancia entre los centros de cada uno de los pixeles(elemento más pequeño de una imagen digital).

Unidad vibratoria de alto rendimiento

Equipos vibradores utilizados para lograr velocidades de avance muy elevadas(que superan con holgura la velocidad convencional de 10 metros por minuto).

Unidad vibratoria de dos masas

Sistema vibratorio en el que la masa útil mN formada por la acanaladura para elavance de las piezas y por las piezas como tales, está unida a una contramasamG formada por un bastidor apoyado o colgado (fig. 9-1).

105

Unidad vibratoria de una masa

Sistema de vibración en el que forman una sola masa útil la acanaladura por laque avanzan las piezas, la fuente de vibraciones y las piezas como tales.

Velocidad de avance.

Velocidad con las que se desplazan las piezas (o, para ser más precisos, loscentros de gravedad de las masas) sobre una vía recta o helicoidal.

9 Glosario106

Fig. 9-1:

Unidad vibratoria de dos

masas

1 Superestructura

con espiral

FN

FG

mN

mG

1

Datos bibliográficos

[1] Jacques, N.: Wirbel der Welt, Darmstadt, edittorial L.E. Wittich 1942

[2] Schütze, R.: Lagerichtiges Zuführen – Voraussetzung für automatisiertesHandhaben, Fachberichte Metallbearbeitung Coburg 62 (1985) 7-8, págs. 390 hasta 391

[3] Frank, H.-E.: Das Verhalten von Werkstücken in der Fertigung bei automati-scher Handhabung, Revista del VDI n° 118 (1976) 12, págs. 573 hasta 578

[4] Schmid, S.: Lagerichtig eingeschleust, Schweizer Maschinenmarkt n° 16,1993, págs. 16 hasta 21

[5] Hesse, S.: Montageatlas – Montage- und automatisierungsgerecht konstru-ieren, Wiesbaden, editorial Vieweg 1994

[6] Frank, E.: Das Ordnungsverhalten von Werkstücken bei automatisierterHandhabung, wt-Z. ind. Fertigung 62 (1972) págs. 154 hasta 160

[7] Weiss, K.: Entwicklung flexibler Ordnungssysteme für die Automatisierungder Werkstückhandhabung in der Klein- und Mittelserienfertigung, Berlin,Heidelberg, editorial Springer 1985

[8] Hilgenböcker, H.: Methodische Entwicklung von Zuführsystemen,Betriebstechnik Nr. 97, VDI-Fortschrittsberichte Reihe 2, Düsseldorf, editorial VDI 1985

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109

Titulos editados enespañol

110 Indice temático

A Abertura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Abertura de caída . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Abertura perfilada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Algoritmo de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Alimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12, 102Alineación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Ascenso estándar de la espiral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Avance escalonado, sistemas de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Avance posterior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Avance, espiral de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Avance, sentido del . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

B Base de datos de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

C Caída, abertura de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Calidad de la superficie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Cámara CCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60, 69Cargador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77, 78Cargador, tramo del . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Cargadores planos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Centrífuga, sistema de avance por fuerza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19, 30, 31Chorro de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Cintas de avance secuencial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Cintas de transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Comparación relativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Comportamiento de las piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Comportamientos característicos, tipos básicos de piezas con . . . . . . . . . 12Contador aditivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Contador sustractivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Contador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Control, algoritmo de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

D Depósito con sistema de alimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . 18, 19, 84, 101Depósito segmentado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19, 32, 33Depósito vibratorio con espiral para el avance de piezas . . . . . . . . . . 10, 69Deslizamiento, sistema de avance por . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21, 103Desviación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Desviar piezas defectuosas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

E Electromagnético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Elementos de guía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Eliminación por la forma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Embalaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Envíos, preparación de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Escalones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Espiral de avance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Espiral de superficie oblicua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Espiral del depósito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27, 42Espiral, ascenso estándar de la . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Indice temático

111

F Flujo de las piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Forma de la pieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

G Guía perfilada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Guía, elementos de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

H Helicoidal, sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 28

I Identificación de los perfiles de piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Identificación de piezas, sistema de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Identificación, sistemas de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Imagen de la pieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Imagen digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64, 67

M Manipulación, técnicas de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Medición por ultrasonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Memorización de piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Mezcla de piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70Microimpulsos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Moqueta, recubrimiento con . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

N Neumática. Sistemas neumáticos de transporte de piezas . . . . . . . . . . . . 83

O Oblicuo, sistema de avance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33, 34Ondas sonoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58, 59Ordenar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35, 36, 45, 46, 47, 53, 94Orientación correcta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Orientación probable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38, 39

P Perfil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Piezas de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Placas elevadoras, sistema de avance por . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Plano vertical, transportar en el . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Preparación de envíos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Procesamiento de imágenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Procesos de embalaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Punto muerto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

R Recubrimiento con moqueta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Rentabilidad, umbral de (punto muerto) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102Rotativa, simetría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

S Secuencial, cintas de avance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Segmentos, sistemas de avance por . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Selectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39, 40, 48, 105Sentido del avance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Simetría rotativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Sistema de avance oblicuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33, 34Sistema de avance por deslizamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21, 103

Indice temático

112 Indice temático

Sistema de avance por fuerza centrífuga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19, 30, 31Sistema de avance por placas elevadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Sistema de avance por vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18, 22Sistema de identificación de piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Sistema de vibración del cargador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Sistema de vibración para la alimentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Sistema helicoidal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 28Sistema vibrador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Sistemas de avance escalonado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Sistemas de avance por segmentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Sistemas de avance posterior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Sistemas de identificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Sistemas neumáticos de transporte de piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Subpixeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60, 105Superficie, calidad de la . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

T Teach-in . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Técnicas de manipulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Tipos básicos de piezas con comportamientos característicos . . . . . . . . . 12Tobera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95, 103Torre vibratoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23, 68Tramo del cargador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Transportar en el plano vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Transporte, velocidad de . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 60, 97Tubos vibratorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

U Ultrasonido, medición por . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Umbral de rentabilidad (punto muerto) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

V Velocidad de transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22, 60, 97Vibración, sistema de avance por . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18, 22

racionalización en la alimentación de piezas

Documents

piezas en los procesos

piezas fabricadas

en consecuencia

almacenamiento y alimentacin

estructura y funcionamiento

clasificacin y alimentacin

piezas mediante procesamiento

fabricacin y montaje