Estación Automática de Encolado – Aplicación Precisa y Repetible del Adhesivo

EMPRESA: Planta de producción del sector industrial.
SECTOR: Automatización industrial, robótica y automatización de procesos de producción.

El proceso de aplicación de adhesivo sobre los componentes fabricados requería mantener un alto nivel de repetibilidad, así como una cantidad adecuada y precisa de material aplicado. Otro reto importante era la necesidad de procesar diferentes variantes de piezas manteniendo al mismo tiempo una productividad adecuada.

Los requisitos del proceso contemplaban una producción de aproximadamente 400–600 piezas por turno y la aplicación de adhesivo en 10 elementos en un tiempo máximo de 4 minutos.

El cliente necesitaba una solución que asumiera del operario el proceso de guiado del aplicador y la aplicación del adhesivo, garantizando al mismo tiempo una mayor repetibilidad, un mejor control de los parámetros del proceso y la posibilidad de adaptar fácilmente la estación a diferentes referencias de producto.

El objetivo del proyecto era diseñar y fabricar una estación automática de encolado capaz de automatizar el proceso de aplicación de adhesivo sobre los componentes fabricados.

Uno de los principales requisitos era reducir al mínimo la intervención del operario durante el proceso de aplicación. Su función debía limitarse principalmente a la preparación y carga de los componentes, el inicio del ciclo y la retirada del conjunto terminado.

Al mismo tiempo, la estación debía ofrecer la flexibilidad necesaria para procesar diferentes variantes de producto. El rango dimensional de las piezas era amplio y las diferentes referencias requerían distintas trayectorias de movimiento y diferentes parámetros de aplicación del adhesivo.

Como parte del proyecto, el equipo fue responsable de la preparación y ejecución integral de la estación, incluyendo:

desarrollo del concepto de la estación,

diseño y fabricación de la estructura mecánica,

preparación del proyecto eléctrico,

desarrollo del sistema de automatización,

programación del PLC,

preparación del panel de operador HMI,

programación de un manipulador de 3 ejes,

integración del sistema de dosificación de adhesivo DavTech,

implementación del sistema de seguridad,

prefabricación y montaje de la estación,

puesta en marcha y pruebas funcionales,

realización del FAT,

preparación para el SAT y formación de los operadores.

El proyecto se ejecutó como una solución integral: desde la concepción y el diseño, pasando por la fabricación e integración de los distintos sistemas, hasta la puesta en marcha de la estación.

En el proyecto se utilizó una estación automática de encolado basada en un manipulador de 3 ejes equipado con un cabezal de aplicación de adhesivo.

El manipulador ejecuta una trayectoria de movimiento programada en los ejes X, Y y Z, gracias a lo cual el proceso de aplicación se realiza de forma automática y repetible. El movimiento preciso del cabezal está garantizado por servomotores, mientras que la dosificación del material se realiza mediante el sistema de dosificación DavTech integrado.

Toda la estación está equipada con un sistema de control PLC y un panel de operador HMI, que permite manejar la máquina, seleccionar la referencia de producto correspondiente, controlar los parámetros del proceso y realizar el diagnóstico de los dispositivos y las alarmas.

La comunicación entre los diferentes componentes del sistema se ha realizado mediante una red PROFINET.

Otro elemento importante de la solución es el sistema de seguridad, que controla, entre otros elementos, el estado de las puertas y la posición del cajón extraíble en el que se colocan las paletas con las piezas.

PROCESAMIENTO FLEXIBLE DE DIFERENTES REFERENCIAS DE PRODUCTO

Una de las funciones más importantes de la estación es la posibilidad de procesar múltiples variantes de producto.

El sistema ha sido preparado para gestionar hasta 30 referencias diferentes, pudiendo definir de forma independiente para cada una de ellas los parámetros del proceso, tales como:

trayectoria de movimiento del manipulador,

posiciones de los diferentes ejes,

altura del cabezal,

velocidad durante la aplicación del adhesivo,

velocidad de los desplazamientos en vacío,

programa y parámetros de dosificación del material.

Una única trayectoria puede estar compuesta por hasta 60 pasos consecutivos. Para cada uno de ellos se puede definir la posición de los ejes y determinar si durante ese movimiento debe realizarse la aplicación del adhesivo.

Gracias a ello, el cambio de producto no requiere modificar toda la estación. En gran medida, el cambio se realiza mediante la selección de la referencia correspondiente y de la receta asociada.

¿CÓMO FUNCIONA LA ESTACIÓN?

El proceso comienza con la preparación de las piezas por parte del operario.

Los componentes se colocan sobre una paleta específica e intercambiable y, posteriormente, se introducen en el cajón extraíble de la máquina. Una vez cargado el producto, el operario inicia el ciclo automático.

Después de cerrar la zona de trabajo y una vez cumplidas todas las condiciones de seguridad, el manipulador comienza a ejecutar la trayectoria previamente programada.

El cabezal de aplicación de adhesivo se desplaza automáticamente hasta las posiciones correspondientes, mientras que el sistema de dosificación activa la aplicación del adhesivo en los segmentos definidos del programa.

Una vez finalizado el proceso, el manipulador vuelve a su posición inicial. A continuación, la estación desbloquea el cajón e informa al operario de que el ciclo ha finalizado.

El operario retira la paleta terminada y puede comenzar a preparar el siguiente conjunto de piezas.

SISTEMA DE CONTROL Y DIAGNÓSTICO

La estación se maneja mediante el panel de operador HMI.

El operario puede seleccionar la referencia de producto correspondiente e iniciar el proceso. Las personas con los permisos adecuados también pueden crear o modificar las recetas.

El sistema permite, entre otras funciones:

definir las posiciones sucesivas del manipulador,

determinar las zonas de aplicación del adhesivo,

ajustar la altura de desplazamiento,

seleccionar las velocidades de movimiento,

configurar los parámetros correspondientes a cada referencia de producto.

El panel de operador también proporciona funciones de diagnóstico de los dispositivos, alarmas y señales de entrada y salida, lo que facilita la identificación de posibles problemas y reduce el tiempo de respuesta ante eventuales incidencias.

RESULTADOS Y BENEFICIOS PARA EL CLIENTE

La implementación de la estación automática de encolado permitió:

automatizar el proceso de aplicación del adhesivo,

aumentar la repetibilidad de las trayectorias de aplicación,

reducir la influencia del operario sobre la forma de aplicación del material,

garantizar un mayor control de los parámetros del proceso,

procesar múltiples variantes de producto en una única estación,

facilitar el cambio entre diferentes referencias de producto,

mejorar la ergonomía del puesto de trabajo,

reducir la necesidad de guiar manualmente el aplicador,

identificar más rápidamente posibles problemas gracias a las funciones de diagnóstico.

El uso de un sistema de referencias y recetas permite además preparar la estación para futuros cambios en la producción y para ampliar el número de productos procesados.

RESUMEN

El proyecto demuestra cómo la automatización del proceso de aplicación de adhesivo puede aumentar la repetibilidad de la producción, reducir la influencia de las operaciones manuales y, al mismo tiempo, mantener la flexibilidad necesaria para procesar múltiples variantes de producto.

La aplicación de un manipulador de 3 ejes, un sistema de dosificación de adhesivo DavTech, un sistema de control PLC y un sistema avanzado de gestión de recetas permitió crear una estación adaptada tanto a los requisitos actuales de producción como a futuros cambios en el proceso.

Gracias a la posibilidad de gestionar hasta 30 referencias y definir parámetros individuales para cada una de ellas, la solución no está limitada a un único tipo de pieza. La estación puede adaptarse a nuevas variantes de producción sin necesidad de realizar una modificación completa de la máquina.