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Sistema robótico para el mecanizado de composite en la industria aeronáutica
Actualmente, hay una tendencia clara en la industria manufacturera mundial de reemplazar las piezas de metal por piezas compuestas con el fin de reducir el peso de los componentes y aumentar el rendimiento de los productos en sectores tan diversos como el transporte, la generación de energía, la construcción y la defensa.
El mercado global de composites tendrá una tasa de crecimiento anual de 8.13% entre 2017 y 2022, pero lamentablemente la cuota de mercado europea no está creciendo tan rápidamente como la industria de composites en otras regiones del mundo. Una de las principales razones detrás de esta situación es la reubicación de las instalaciones de producción a países con diferentes estructuras salariales, tecnologías de producción y legislación sobre seguridad y salud en el trabajo.
Precisamente, el polvo y la viruta que se produce durante el mecanizado de los materiales compuestos resultan ser abrasivos para la máquina y generalmente ponen en peligro el rendimiento de los componentes de ésta, acortan su ciclo de vida útil y representan un grave riesgo para la salud de los seres humanos.
El reto del proyecto es el diseño de una célula robótica para el mecanizado de piezas de materiales compuestos para el sector aeronáutico. Este proyecto tiene como objetivo la implementación de dicha célula robótica, la cual permitirá realizar operaciones de mecanizado de los materiales al mismo tiempo que aspira las fibras y partículas de polvo generadas durante el proceso, lo que evitará su posible inhalación proporcionando una mayor seguridad en el operario.
El proyecto Txipirentsi planteaba el uso de un robot industrial frente a una máquina herramienta convencional, lo que posibilitará configurar el sistema a condiciones cambiantes respecto al tamaño y al tipo de pieza mecanizada. Para ello, se propuso la incorporación de una plataforma robótica rotativa o un track lineal, a través del cuál, el sistema robótico proporcionará una mayor flexibilidad en la capacidad productiva de las empresas.
A través de las pruebas realizadas, se establecieron los requisitos técnicos necesarios para el cabezal, lo que permitió realizar el dimensionado tanto del robot como de éste. El diseño propuesto presenta un husillo dirigido a la realización de operaciones de mecanizado con robots que dispone de un sistema de aspiración interna. Este sistema resulta más efectivo, ya que genera la fuerza de succión necesaria precisamente en el punto de corte, que es la punta de la herramienta, y no en todo el área de trabajo, reduciendo el consumo eléctrico dedicado a la aspiración en un 65%.
Asimismo, se ha diseñado un sistema de compensación de la deformación del robot basado en una monitorización continua de la fuerza del mecanizado y la corrección de la posición del robot con el objeto de aumentar la precisión de la pieza final.
El alcance de proyecto incluye la fabricación del diseño realizado de este robot para el mecanizado de composite. Esto abarca tanto la propia fabricación de los diferentes componentes y la integración y validación de la célula.
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