¿Qué es el Pick and Place?
El término “Pick and Place” se refiere a los equipos y sistemas diseñados para llevar a cabo una serie de operaciones, que involucran la selección de un objeto desde una posición específica, su transferencia a una ubicación predeterminada, la descarga del objeto en dicho lugar y su instalación.
En el entorno industrial, los sistemas “Pick and Place” desempeñan un papel central en la línea de producción, sin importar la naturaleza del producto. Estos sistemas tienen la capacidad de manipular tanto objetos de gran tamaño que exceden las capacidades físicas humanas como objetos pequeños que requieren movimientos precisos y colocaciones a escala micro. En los últimos años, se ha extendido su uso en diversos campos, abarcando desde la industria hasta la investigación.
Aplicaciones del Pick and Place
El “Pick and Place” se emplea en los procesos de fabricación de una amplia variedad de productos, que incluyen piezas automotrices y de maquinaria, componentes electrónicos, dispositivos y electrodomésticos, alimentos, productos farmacéuticos y cosméticos, así como también en la industria del papel, películas, alambrón, materiales de construcción, inspección y pruebas. Aunque estos sistemas encuentran su aplicación principal en las líneas de producción de fábricas, también tienen un valor significativo en el ámbito de la investigación, facilitando el movimiento, la instalación y la implantación precisos de objetos microscópicos.
El sistema también puede mejorar los problemas convencionales, como la lentitud del montaje debido al gran número de piezas, la necesidad de ajustes que requieren mucho tiempo y la complejidad de demasiados procesos operativos.
Principio del Pick and Place
La implementación de “Pick and Place” involucra una configuración compuesta por varias partes esenciales: una unidad robótica responsable de llevar a cabo la operación, un brazo encargado de realizar las maniobras y una cámara que identifica el objeto objetivo. El proceso comienza con la detección de la posición del objeto objetivo por parte de la cámara. Basándose en el procesamiento de la imagen detectada, el robot se desplaza con precisión hacia la posición del objeto deseado, y su brazo recoge el objeto.
A continuación, el robot se desplaza a la posición en la que debe colocarse el objeto (área de colocación) y, por último, abre la mano para colocar el objeto. Existen varias formas de recogida, como la succión, la suspensión y el agarre con el brazo. A los sistemas de “pick and place” se les exige básicamente una mayor precisión en cuanto a velocidad y exactitud, ya que es un factor clave para la productividad.
También se requiere flexibilidad, sensibilidad y resistencia, en función de la naturaleza del trabajo. El tamaño de la propia máquina también se diseña para que no estorbe en la línea de producción y pueda manejarse con mayor facilidad.
Tipos de Máquinas Pick and Place
Existen varios tipos de mecanismos pick and place, pero los siguientes son ejemplos típicos:
1. Sistema de Levas
El sistema de levas utiliza una leva de placa para convertir la rotación del eje de entrada en movimiento de vaivén y de subida y bajada. El brazo está conectado a una guía de deslizamiento lineal para el movimiento hacia delante/atrás y a una guía de deslizamiento lineal para el movimiento hacia arriba/abajo, y puede moverse hacia delante/atrás y hacia arriba/abajo mediante la rotación de la leva de placa conectada al eje de entrada.
2. Sistema de Levas con Engranaje de Rodillos
El sistema de levas con engranaje de rodillos consta de dos juegos de levas con engranaje de rodillos: dos levas con engranaje de rodillos están unidas a un eje giratorio, y un juego convierte el movimiento giratorio en un movimiento hacia delante/hacia atrás y el otro en un movimiento vertical. La rotación del eje de entrada permite que el brazo suba, se desplace y baje en secuencia.
Estos mecanismos aumentan la velocidad de los movimientos pick and place al acelerar la rotación del eje de entrada. La repetibilidad de la posición es buena gracias al posicionamiento basado en levas, pero no es posible realizar carreras ni otros ajustes.
Las velocidades suelen oscilar entre 0,2 y 0,5 s por ciclo con carreras de 100 mm o menos, con una repetibilidad de posición de unos 0,02 mm.
Más Información sobre Pick and Place
1. Robots Pick and Place
Algunas instalaciones de pick and place utilizan robots articulados. Los robots articulados verticalmente no son rápidos, pero pueden utilizarse en diversas posiciones de recepción y colocación, y los de gran tamaño pueden mover cargas pesadas en un área amplia.
Los robots SCARA se utilizan en equipos como máquinas automáticas, donde la recepción y la entrega se realizan en una posición fija y se requiere velocidad. Los robots SCARA pueden desplazarse horizontalmente a gran velocidad, lo que permite realizar operaciones de recogida y colocación en unos 0,4 s por ciclo, casi tan rápido como un sistema de levas. Algunos también tienen una repetibilidad de posición inferior a 0,01 mm, lo que permite realizar transferencias de alta velocidad y precisión.
El pick and place mediante un robot articulado difiere del sistema de levas en que las posiciones de recepción y entrega y las trayectorias de movimiento pueden cambiarse libremente, por lo que los robots articulados se utilizan en equipos en los que los objetos y las trayectorias de movimiento cambian.
2. Método de Control
En los robots pick and place que utilizan robots articulados, el control NC se utiliza para controlar los movimientos precisos del robot, controlando el movimiento, la rotación y los movimientos auxiliares de cada eje.
El código G describe las condiciones y la secuencia de mecanizado y movimientos como el posicionamiento, mientras que el código M sirve de complemento al código G.
3. Ventajas del Pick and Place
El pick and place es una tarea que requiere una toma de decisiones instantánea. Requiere un juicio instantáneo de la forma y el color de los productos que fluyen hacia la cinta transportadora, una tarea que tradicionalmente se realizaba a mano.
Hoy en día, con el desarrollo de sensores de visión y otras tecnologías, y el desarrollo de robots de pick and place, es posible conseguir precisión y una velocidad inquebrantable. Los robots pick and place no sufren la pérdida de velocidad causada por los errores de juicio debidos a la pérdida de concentración que solían producirse con las manos humanas.