Nuestra visión: Tendencias en la automatización de los ensayos de materiales
Los ensayos de materiales están cada vez más automatizados, ya que incluso la más mínima perturbación puede cambiar los valores medidos. También los trabajos monótonos o que requieren mucho tiempo se deja cada vez más en manos de robots. ZwickRoell ofrece amplias posibilidades para la automatización de ensayos de materiales. Los sistemas de ensayos van desde la automatización eficiente de ensayos en series pequeñas mediante robots colaborativos en el laboratorio de ensayos, hasta el laboratorio de ensayos completamente automatizado que trabaja en turnos de 24 horas.
Los sistemas de ensayos robotizados clásicos, basados por ejemplo en robots industriales, llevan utilizándose con éxito desde hace años. Gracias a su elevada capacidad de carga, son capaces de mover con seguridad incluso probetas pesadas. Gracias a sus amplios almacenes de probetas, son ideales para series de ensayos largas: cientos o incluso miles de probetas se procesan de forma autónoma, almacén por almacén. Por ejemplo, con los diferentes sistemas de ensayos automatizados de ZwickRoell. En combinación con la máquina de ensayos correspondiente, no sólo son adecuados para ensayos de tracción estándar en probetas de metal o plástico en condiciones normales. También se pueden automatizar ensayos de flexión, ensayos de tracción a temperatura, ensayos de flexión por impacto y ensayos de perforación, así como mediciones de la dureza de indentación de bolas.
Laboratorio de ensayos autónomo AGV/transporte sin conductor Automatización de lotes pequeños Robot de ensayos flexible Contacte con nosotros
Tendencia 1: El laboratorio de ensayos autónomo
En el laboratorio de ensayos autónomo no sólo se lleva a cabo el ensayo propiamente dicho sin la intervención adicional de un usuario. ZwickRoell construye laboratorios de ensayos completamente autónomos con sistemas AGV (Automated Guided Vehicles) y otros robots de manipulación, coordinados por el software de automatización autoEdition3, al igual que los robots utilizados para los ensayos. Cuando es necesario, funcionan las 24 horas del día y se encargan de realizar los ensayos de materiales de forma totalmente autónoma, desde la alimentación de probetas en una cinta transportadora hasta su salida, ya destruidas.
Lo único que todavía queda en manos del usuario es la producción y preparación de las probetas. Un laboratorio de ensayos totalmente automatizado es especialmente útil en el control de calidad, junto a la producción en curso con un alto rendimiento de material. Una vez retiradas las piezas o materiales del proceso de producción, las probetas se dejan en la forma y tamaño requeridos. Además, cada probeta recibe un código de barras o un código 2D y, de este modo, puede identificarse automáticamente y de forma clara.
Sólo queda trasladar las probetas al laboratorio de ensayos robotizado: Colocadas en una cinta transportadora y, por tanto, al alcance de los robots, las probetas se registran por su código, se asignan a la máquina de ensayos y al ensayo correspondiente y se clasifican en las diferentes bandejas.
Tendencia 2: Transporte sin conductor mediante sistemas AGV
Las probetas se transportan con los vehículos AGV, que llevan las diferentes bandejas a la máquina de ensayo correspondiente. Elaboran un mapa de su entorno mediante el sistema de navegación láser integrado y encuentran de forma autónoma la ruta ideal hasta su destino. Gracias a la navegación autónoma, estos sistemas son superiores a las soluciones clásicas, que tienen que seguir la ruta a través de un cable en el carril o una línea de contraste pegada, por ejemplo. Su única posibilidad de reaccionar ante los obstáculos es detenerse y esperar a que se despeje el camino o avisar a un operador. Si el camino no se despeja, se detiene la entrega; en el peor de los casos hasta que el material se agota en la estación de destino y un empleado va en su busca. La solución utilizada por ZwickRoell, en cambio, es capaz de sortear los obstáculos y asegurar así la cadena de transporte.
Cuando alcanza la máquina de ensayos designada, el sistema AGV carga su bandeja y, con ello, las probetas nuevas en el cargador del sistema de ensayos. Uno de los conocidos sistemas de ensayos automatizados de ZwickRoell, como el roboTest L, se encarga del procesamiento de las probetas suministradas: La alimentación de la máquina de ensayos, el proceso de ensayo y la transferencia de los datos a los sistemas de software del cliente y, por supuesto, la retirada de las probetas destruidas se produce de forma totalmente automática. También en este caso, los números de identificación de las probetas de ensayo se leen mediante cámaras para vincular correctamente los datos de ensayo con la probeta correspondiente.
Un vehículo AGV se encarga de recoger las bandejas vacías y de devolverlas a la zona de preparación de probetas. Allí se vuelven a cargar y el ciclo comienza de nuevo.
Tendencia 3: Automatización de la inspección de lotes pequeños
Lo que a gran escala funciona de forma óptima y ahorra mucho tiempo, antes no era económico a pequeña escala. Instalar sistemas de inspección automatizados fijos es costoso, requiere tiempo y especialistas que sepan programarlos. Además, dependiendo del sistema, son necesarias amplias medidas de protección para evitar lesiones y accidentes: Los robots industriales de gran potencia no están hechos para cooperar directamente con los humanos. Carecen de capacidad de reacción en su entorno, por ejemplo, accionando una parada de emergencia si hay un humano en la zona de trabajo. Por eso se suelen utilizar vallas protectoras para evitar que humanos y robots entren en contacto. Así pues, hasta ahora, los ensayos en series pequeñas han permanecido en manos humanas. Por muy monótono que fuera el trabajo, solía ser mucho más rápido encargar a un empleado 20 ensayos de tracción o 50 ensayos de flexión por impacto que poner en marcha uno de los grandes sistemas de ensayos automatizados.
Con roboTest N, ZwickRoell ofrece por primera vez la posibilidad de automatizar ensayos en serie con un número reducido de piezas y de bajo peso de probeta. Basado en un Smart Robot, el sistema está completamente integrado en el software de automatización de ZwickRoell autoEditon3 y el software de ensayos testXpert. De esta forma, no se necesita ni un terminal de operador de robot ni conocimientos especiales de programación y manejo de robots. En su lugar, el roboTest N se lleva literalmente "de la mano" para enseñarle el punto de referencia necesario. A nivel de software, se puede parametrizar en el entorno del software de ensayos.
La configuración del robot inteligente no sólo es fácil y sencilla, sino que su velocidad y fuerza de trabajo son similares a las humanas. Los sensores detectan las interferencias externas y desconectan el sistema si algo se interpone en su camino. De este modo, una vez autorizado por el personal de seguridad del laboratorio, el roboTest N puede trabajar junto a personas sin necesidad de medidas de seguridad adicionales: no es necesario bloquear las zonas de trabajo.
Tendencia 4: Robot de ensayos flexible
El robot de construcción ligera está fijado a una mesa móvil. Esta base móvil multiplica las posibilidades de aplicación. El Smart Robot puede desplazarse simplemente hasta la máquina de ensayos correspondiente y conectarse al sistema. Esto no sólo permite procesar series pequeñas cortas sin complicaciones, sino también una ejecución automatizada de diversos ensayos.
Los ensayos de tracción y compresión pueden realizarse de forma tan autónoma como los ensayos de flexión en tres puntos, los ensayos de impacto con barra entallada o los ensayos de dureza. La base móvil también ofrece espacio para cargadores fabricados individualmente –por ejemplo, en una impresora 3D– desde los que roboTest N se abastece de más probetas. Puesta en marcha poco antes de la hora de cierre, el robot prolonga así la jornada laboral con un almacén más y los resultados están disponibles al día siguiente.
La automatización de los monótonos ensayos estándar libera a los empleados cualificados para tareas de inspección más complejas que requieren más atención. La independencia del operario gracias al uso del robot también constituye una ventaja. Gracias a las secuencias de movimiento completamente uniformes durante la carga de la máquina de ensayos y a la consiguiente carga, siempre idéntica, de las probetas, se pueden evitar errores o imprecisiones del usuario y aumentar la fiabilidad de los resultados de los ensayos.
Conclusión
Los sistemas de ensayo automatizados ofrecen al usuario toda una serie de ventajas al realizar ensayos en serie, desde un ahorro de tiempo, hasta una mejora en la fiabilidad de los resultados de los ensayos. Con sus diversos sistemas de ensayos roboTest, ZwickRoell cubre toda la gama de la automatización de ensayos, tanto a corto plazo para asistir ensayos en serie pequeños que cambian constantemente en el laboratorio, como en laboratorios de ensayo completamente automatizados sin intervención humana.
