DISEÑO DE UNA HERRAMIENTA PARA EL ACOPLAMIENTO DE PISTOLAS DE PROYECCIÓN TÉRMICA A UN BRAZO ROBÓTICO

Abstract

En la actualidad, el uso de brazos robot cada vez es más habitual en la automatización de procesos de diferente índole. Tanto es así que, en el laboratorio LIM del departamento de Ciencias e Ingeniería de Materiales de la Universidad Rey Juan Carlos se cuenta con un brazo robot modelo KR 6 R900 sixx. que se utiliza uno para la deposición de materiales mediante diferentes técnicas, Cold Spray y Plasma. Esta situación ha generado la necesidad de desarrollar un sistema de acoplamiento entre las pistolas y el brazo robot que garantice un intercambio rápido, eficiente y seguro. Para ello, se hace un exhaustivo estudio de las actuales tecnologías de unión. Tras el análisis de los requerimientos que se solicitarán durante el servicio del brazo robot, se ha procedido a la selección de una unión que los satisfaga. Dado que su uso será experimental, este ha de garantizar un alto grado de repetitividad, un intercambio rápido y eficaz entre los útiles con los que se utilice y ha de asegurar la integridad de la unión durante su operativa. Para ello, se evaluarán las características de tres posibilidades de unión: tornillo-tuerca, cola de milano y abrazadera, resultando elegida la cola de milano. Posteriormente, se calculan todas las dimensiones mínimas de la unión como de la cola de milano para asegurar un correcto funcionamiento. Con el objetivo de alcanzar un buen dimensionamiento, se realiza una preselección de material con el que se fabricará la unión, aproximando sus propiedades. Para el diseño del sistema de acoplamiento se ha utilizado el software Solidworks desarrollado por Dassault Systèmes. Una vez diseñado, se ha de seleccionar un método de fijación de la cola de milano. Para ello, se estudian diferentes alternativas, eligiendo finalmente un pasador del catálogo comercial del fabricante Bossard, que se implementa en el diseño del acoplamiento. A continuación, se ha realizado la selección definitiva del material con el que se fabricará el sistema de acoplamiento, y tras la aplicación de múltiples etapas de selección, el material seleccionado es el Aluminio 5083. Con este se ha procedido a la simulación mediante el método de elementos finitos con ayuda del software Fusion 360 desarrollado por Autodesk. Una vez obtenidos los resultados, se confirma la estabilidad de la unión. Por último, se realiza una estimación de costes de fabricación, teniendo en cuanto los gastos de manos de obra, costes de alquiler de maquinaria, beneficio comercial y materia prima. Así mismo se solicita un presupuesto a la empresa Xometry Europe Gmb. Con todo ello, se concluye que el sistema de acoplamiento para el brazo robot debe realizarse mediante una cola de milano fabricada en Aluminio 5083 y siguiendo los planos de diseño para asegurar un correcto acoplamiento.