Faulhaber te ayuda a tener todo bajo control con su servomotor de CC sin escobillas de la serie BX4 

La probeta tiene que ir a la centrifugadora, el componente a su posición correcta y el embalaje a la cinta transportadora; coger los objetos y colocarlos en otro lugar es una acción mecánica fundamental en la mayoría de procesos de trabajo. En los sistemas modernos, las tareas de coger y colocar se realizan mediante pinzas automatizadas.

Deben ser capaces de funcionar de manera potente y delicada a la vez, y hacerlo con precisión y fiabilidad durante millones de veces. Cada vez más, la potencia necesaria la proporcionan motores eléctricos como, por ejemplo, el BX4 de FAULHABER. La compañía Zimmer Group lo usa, entre otras cosas, en su nueva serie de pinzas GEP2000, que se encuentran a menudo, por ejemplo, en la automatización de laboratorios.

Las pruebas y la vacunación han demostrado ser eficaces contra el coronavirus, han proporcionado una forma de salir del confinamiento y volver a la normalidad. Pero la pandemia también mostró los límites de lo que es posible. Con la propagación exponencial del virus, la demanda se desbordó. Primero en los laboratorios de pruebas PCR, luego en las pruebas rápidas y más tarde con las vacunas. La capacidad era insuficiente en cada paso del proceso. Para muchos, la espera por kits de pruebas y vacunas fue eterna.

Automatización de laboratorios contra el COVID-19
La industria farmacéutica, la tecnología médica y los laboratorios médicos trabajaron con una rapidez realmente extrema. Esto también es aplicable a la ampliación de la producción y al aumento de las capacidades de test. Un factor clave de este éxito fue la automatización. En los laboratorios, la pandemia resultó ser un empuje importante para la automatización. Los dispositivos automáticos de laboratorios y los robots universales y flexibles pueden liberar a los especialistas de un montón de trabajo y aumentar tanto la productividad como la eficiencia.

El agarre y manipulación automáticos de las muestras, pipetas o reactivos está entre los principales pasos recurrentes de procesos. Para ello, es necesario contar con pinzas industriales delicadas aptas para pequeñas piezas. Generalmente están disponibles dos tecnologías diferentes para el agarre, explica el director de producto Maik Decker, responsable de este campo en el fabricante del suroeste de Alemania, Zimmer Group. "Hasta ahora, la mayoría de las pinzas de la industria se accionaban neumáticamente, es decir, con aire comprimido. No obstante, esta tecnología no es adecuada para los entornos higiénicos necesarios en los laboratorios, en medicina y en las industrias farmacéuticas y de tecnología médica. Por ello, en estos campos se utilizan pinzas de accionamiento eléctrico".


El motor eléctrico hace que las pinzas sean flexibles
Además del aspecto higiénico, estas pinzas tienen otra ventaja: funcionan sin un sistema de aire comprimido y sus líneas correspondientes. En algunos sectores industriales estas son equipamiento estándar en las instalaciones de producción. A fin de cuentas, la electricidad está disponible en todos sitios. Además, las máquinas en las que se instalan las pinzas funcionan con energía eléctrica. Una conexión eléctrica es mucho más fácil de instalar que un suministro de aire comprimido. Es más, el control de los componentes eléctricos es más sencillo y flexible que trabajar con neumática. "Vemos una tendencia clara hacia el accionamiento eléctrico, en particular en la industria de automoción", explica Maik Decker.

Los nuevos productos de Zimmer Group como, por ejemplo, la nueva serie GEP2000 acompañan y consolidan esta tendencia. La pinza para piezas pequeñas puede, según la versión, coger y sujetar componentes que pesen hasta cinco kilogramos, pero puede manipular igualmente piezas frágiles y delicadas como una probeta sin problema alguno. "Las ventajas del accionamiento eléctrico también incluyen la capacidad de adaptar la fuerza de agarre para diferentes objetos a la vez", explica Volker Kimmig, jefe de grupo de software en Zimmer Group. "Con el controlador adecuado, la pinza puede alternar entre diferentes piezas durante un proceso en ejecución".


Diez millones de ciclos sin mantenimiento
La potencia necesaria para estos pasos de trabajo la suministra un servomotor CC sin escobillas de la serie BX4 de FAULHABER. Además de un par alto, los puntos fuertes del accionamiento de cuatro polos incluyen baja vibración y ruido, diseño compacto y una larga vida útil. "Garantizamos que este producto funcionará más de 10 millones de ciclos sin mantenimiento", dice Volker Kimmig. "Esto solo es posible, por supuesto, con un motor de altísima calidad". Un motor semejante debe proporcionar una serie de características adicionales para satisfacer las exigencias del funcionamiento continuo en una aplicación típica de coger y colocar.

El ingeniero de desarrollo pone la producción de llaves de coche como un buen ejemplo: "Aquí el ritmo lo marcan las grandes cantidades y la elevada producción. Los robots de pinzas trabajan bajo una presión permanente de alto ritmo con tiempos de ciclo cortos. El motor debe arrancar, por lo tanto, y luego parar de nuevo a intervalos de tiempo muy cortos. Aquí es fundamental la aceleración del motor ya que cada décima de segundo cuenta en el proceso en su conjunto. Es más, el motor tiene que ser capaz de disipar de manera eficiente el calor que se genera en tal operación para excluir la posibilidad de sobrecalentamiento".

Colaboración demostrada
Los expertos en pinzas de Zimmer Group sabían, no solo por la hoja de características, que el BX4 de FAULHABER satisfaría sus requisitos. Anteriormente habían instalado motores de esta serie en su familia de pinzas GEH6000. Básicamente, esta pinza de gran recorrido trabaja de la misma forma que la pinza para piezas pequeñas. Su recorrido, es decir, la distancia entre la posición abierta y la cerrada de las mordazas de agarre, es considerablemente mayor y puede llegar a 80 milímetros.

"De esta manera, el dispositivo puede cubrir una amplia gama de objetos de destino de diferentes tamaños en el mismo proceso", explica Maik Decker. "La GEP2000 más pequeña, por otra parte, también puede realizar su trabajo en condiciones muy limitadas. Por descontado, esto solo funciona con un motor que entregue una potencia altísima en un espacio muy pequeño".


Autorretención mecánica
La serie de pinzas tiene una característica especial en común con los otros productos de Zimmer Group: la potencia del motor se transfiere a las mordazas mediante un accionamiento sin fin con un paso pronunciado. Incluso si se produce un corte de corriente, la fuerza de agarre se mantiene y se conserva la posición correspondiente. Una vez agarrada, la pieza de trabajo se asegura mediante esta función mecánica de autorretención sin necesidad de un dispositivo adicional como, por ejemplo, un freno.

La electrónica de accionamiento en los dos tipos de pinzas funciona de manera ligeramente distinta. En el GEH6000, las señales del codificador del accionamiento se utilizan para colocar las mordazas; en el GEP2000 esta tarea se realiza con la ayuda de un sensor de posicionamiento. Ambas soluciones alcanzan un grado altísimo de repetibilidad: el recorrido indicado de las mordazas se realiza dentro del umbral de 1:500.

"En muchas aplicaciones la posición anterior cuando se baja la pinza hacia el objeto destino es muy importante", explica Volker Kimmig. "En espacios reducidos, la posición abierta solo puede ser ligeramente mayor que la posición cerrada. Cuando se 'maniobra' un brazo robótico en un entorno complejo, puede resultar también necesario hacer unos preajustes muy exactos. Esto lo hacemos mediante una electromecánica muy precisa, donde el motor una vez más desempeña un papel fundamental, además de contar con una conexión flexible de datos. Nuestros dispositivos están equipados con IO-Link y E/S digital. Esto les permite moverse a uno y otro lado en prácticamente todas partes".

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