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Mercados / Metal

Ensayo automatizado bajo condiciones extremas

17/12/2018

Controlar la calidad de las pantallas táctiles en un rango de temperatura de - 40 a + 85 ºC implica exigencias extremas en el equipo de ensayo, especialmente en los elementos robóticos. Ahora, por primera vez, una máquina de 6 ejes de Stäubli ha superado este reto sin la utilización de una cubierta protectora. Kübrich Ingenieurgesellschaft da fe de ello.

Las pantallas táctiles están reemplazando a los interruptores y paneles de control clásicos en muchas aplicaciones. Estas modernas unidades de visualización también están instalándose en coches nuevos, incluyendo vehículos económicos. El funcionamiento del sistema de infoentretenimiento, la gestión de todos los vehículos personalizables, los sistemas de asistencia al conductor y el control del nivel de aceite se realizan cada vez más mediante el uso de una pantalla táctil. En “coches conectados”, la pantalla táctil es la interfaz central. Por lo tanto, es vital que el conductor pueda confiar en que funcione en cualquier circunstancia.
Antes de la aprobación para su fabricación en serie, las pantallas táctiles deben someterse a rigurosas pruebas de resistencia. Se puede ver cuán complejo es el procedimiento de prueba en el sistema completamente automatizado diseñado y construido por Kübrich Ingenieurgesellschaft, empresa de Priesendorf, en Baviera (Alemania). Kübrich, fabricante de maquinaria especializado en pruebas de calidad, ha construido una célula robotizada que cumple las estrictas especificaciones establecidas por Panasonic, como la simulación de varias funciones operativas hápticas en un rango de temperatura de - 40 a + 85 ºC y con un nivel de humedad de hasta el 95%.

Condiciones difíciles: robots en la cámara ambiental
La innovadora célula de ensayo consta básicamente de una cámara ambiental de alto rendimiento en la que la versión HE (Ambiente Húmedo) del robot Stäubli TX60L, equipado con diferentes dedos operativos, simula el funcionamiento háptico de las pantallas táctiles. La célula de ensayo y sus componentes están controlados por el software Actere de Kübrich.
La alta precisión, la dinámica superior y, sobre todo, la robustez térmica fueron los criterios clave en la selección de este robot. Se requería precisión, ya que la presión del dedo en términos de fuerza y posicionamiento no debe desviarse, ni siquiera mínimamente, de la especificación; dinámica, ya que Panasonic especificó que el dedo del robot debía alcanzar velocidades de hasta un metro por segundo para pruebas táctiles, de arrastre y de deslizamiento en una pantalla de tamaño relativamente pequeño y de robustez térmica, ya que los ciclos de ensayo se desarrollan en temperatura y humedad extremas de rápida alternancia.
“Independientemente del hecho de que llevamos muchos años integrando los robots Stäubli en nuestros sistemas de ensayo de cámara ambiental, en realidad no había una alternativa viable en el caso de esta aplicación”, explica Christian Kübrich, CEO de la empresa de ingeniería. “Ello se debe a que solo los robots Stäubli pueden trabajar en condiciones que oscilan entre - 40 y + 85 ºC en niveles de humedad de hasta el 95% sin una cubierta protectora, y eso es exactamente lo que necesitábamos aquí”.
Según la experiencia de Kübrich, no hay una cubierta protectora que permanezca firmemente sujeta, ya que se afloja; y el aire caliente inyectado puede escapar. Esto es contraproducente y altera los resultados de la medición. El aire que se escapa también tiene una humedad diferente, lo que dificulta mantener constantes las condiciones de ensayo definidas. Durante los ensayos en la cámara ambiental en los que los robots operan con cubiertas protectoras, este tipo de fugas pronto se presenta en forma de condensación o escarcha en las superficies. Una cubierta protectora no solo limita la movilidad del robot, sino que también aumenta los costes anuales de mantenimiento y servicio para la unidad de aire acondicionado y el robot.

La tecnología de accionamiento desarrollada internamente hace posible lo imposible
La razón por la que un robot Stäubli puede funcionar de manera fiable a temperaturas extremas se puede hallar en sus características exclusivas de diseño. El enrutamiento sistemático de todos los cables y lubricantes dentro del brazo, la capacidad para presurizar el aire de la cubierta y, sobre todo, la tecnología patentada de accionamiento son importantes para ello.
En condiciones climáticas extremas, es fundamental mantener los ejes del robot trabajando al máximo rendimiento. Aquí es donde muestra su ventaja decisiva la USP de Stäubli, la tecnología de accionamiento JCM superior con caja de engranajes en baño de aceite. Un aro de aluminio de calentamiento inductivo junto a las juntas es suficiente para garantizar el rendimiento eficaz del robot hasta una temperatura de - 40 °C. Los robots industriales con cajas de engranajes convencionales deben envolverse en caliente con temperaturas tan extremas y son susceptibles de romperse.

El aire acondicionado desempeña un papel crucial
La cámara ambiental suministrada por Weiss Klimatechnik contribuye de manera decisiva a la calidad y rentabilidad de la célula de ensayo. El calentamiento, la refrigeración, la humidificación y el secado hasta los valores definidos para los ciclos de ensayo no solo son muy rápidos, sino también muy precisos. Los fabricantes de equipos pueden elegir entre diferentes clases de cámaras con la gama de productos Weiss Klimatechnik. Dependiendo de los requerimientos del ensayo, estos dispositivos se pueden enfriar a una velocidad de 20 grados Kelvin por minuto.
 

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