Análisis de un manipulador plano operado mediante fuerzas de impulsión

Analysis of a planar manipulator operated by impulsion forces

En la automatización industrial es frecuentemente necesario ubicar una gran cantidad de objetos en un determinado orden para un paso de proceso subsecuente. Actualmente, esto se lleva a cabo al combinar varios robots de tipo agarrar y ubicar, los cuales mueven los objetos a la posición deseada uno a la vez. Para gran cantidad de objetos por unidad de tiempo, esta solución puede tornarse impráctica porque los robots individuales pueden interferirse entre si y las aceleraciones causadas pueden ser muy altas. En este trabajo se describe el principio de operación de un manipulador vibratorio que produce campos vectoriales de fuerza de impulsión generados por oscilaciones longitudinales y transversales sobre un plano horizontal, las cuales permiten movimientos de transporte y orientación de piezas. El manipulador posee una placa móvil rígida sobre la que se ubica el objeto a mover. Luego, se inducen fuerzas en la placa móvil mediante vibraciones mecánicas longitudinales con perfiles de velocidad asimétrica. Estos perfiles de velocidades son generados mediante ocho actuadores electromagnéticos los cuales, junto con acoples flexibles, transmiten oscilaciones longitudinales a la placa móvil. La amplitud de movimiento de cada actuador es programada por el usuario en función de la trayectoria a seguir por la pieza.

INTRODUCCIÓN

Los equipos de manipulación de cargas se utilizan para el movimiento y el posicionamiento de productos envasados, componentes industriales y comerciales y productos acabados. Estos equipos pueden utilizarse para el procesamiento del correo o el transporte de piezas en las células de fabricación. Entre los equipos convencionales de manipulación de cargas se encuentran las cintas transportadoras y los manipuladores robóticos. Las cintas transportadoras se utilizan para mover objetos grandes a largas distancias, pero carecen de la capacidad de mover objetos en múltiples direcciones o de orientar los objetos de forma independiente. Los robots pueden seleccionar, posicionar, localizar y orientar piezas con precisión, pero también están limitados por la capacidad de carga, el alcance y los espacios de trabajo sin obstáculos. En las industrias alimentaria y farmacéutica, la manipulación de alimentos y fármacos debe realizarse con superficies limpias y debe evitarse el uso de manipuladores robóticos debido a su complejidad de limpieza y desinfección. Los manipuladores se aplican preferentemente en la manipulación de otro tipo de piezas en las que los movimientos están más relacionados con la automatización de los procesos necesarios, por ejemplo, la selección, orientación, colocación y transporte. Este flujo continuo de tecnología también sirve para clasificar o segregar los materiales por su tamaño o peso utilizando la vibración.

En la automatización de los procesos de fabricación, la alimentación y la orientación de las piezas son tareas relevantes. Estas tareas se resuelven mediante procesos dinámicos causados por diferentes tipos de fuerzas como la gravedad, las vibraciones, los chorros de aire, los campos magnéticos y los grifos [1].