Los conceptos biónicos del futuro (r)evolucionan las técnicas

Press release
Los conceptos biónicos del futuro (r)evolucionan las técnicas
de automatización
Trompas de elefante y aletas de peces, nuevos impulsos para la producción ecológica
¿Qué tienen que ver las trompas de elefante y las aletas de peces con las técnicas de
automatización? Festo da respuesta a esta pregunta en la feria Hannover Messe 2010,
con las nuevas novedades tecnológicas procedentes del Bionic Learning Network. Los
conceptos biónicos del futuro están inspirados por la naturaleza. Con el Asistente
Biónico para Manipulación, los ingenieros de Festo han logrado un hito en innovación
que va a (r)evolucionar las técnicas de manipulación y la cooperación hombre-técnica.
En el BionicTripod 2.0 y el Dispositivo Modular de Manipulación de Construcción
Ligera, Festo también presenta soluciones innovadoras para los más diversos trabajos
de manipulación. Tanto para aplicaciones industriales o como sistema de aprendizaje
para la formación: la naturaleza nos muestra el camino de la automatización
energéticamente eficiente del futuro. Con el CyberKite, un sistema automatizado de
control de cometas, Festo presenta un sistema mecatrónico visionario, que domina las
fuerzas de la naturaleza mediante una técnica inteligente de regulación.
"Apostamos por nuestro Bionic Learning Network y nuestros Future Concepts como una
plataforma para desarrollar nuevos productos e ideas y comprobar con nuestros clientes la
relevancia comercial de las mismas. Con nuestros Future Concepts aseguramos de forma
sostenible nuestra ventaja competitiva global, probando tecnologías del futuro con un
objetivo: ofrecer a nuestros clientes un valor añadido", destaca Dr. Eberhard Veit, Presidente
del Consejo de Administración de Festo AG.
Number
CC 05/10
Date
19 April 2010
Our reference
CC/DRHF
Legal form:
Limited partnership
Registered office: Esslingen a. N.
Register court Stuttgart
COR 211583
Value added tax id. number:
DE 145 339 206
General partner:
Festo Management
Aktiengesellschaft
Registered office: Vienna/Austria
Commercial register court:
Commercial court Vienna
COR FN 303027 d
Board of Director:
Dipl.-Kfm. Alfred Goll
Dr. Claus Jessen
Dr. Ansgar Kriwet
Dipl.-Kfm. Michael Mölleken
Dr. Eberhard Veit (Chairman)
Chairman of the Supervisory Board:
Prof. Dr.-Ing. Joachim Milberg
Con la red Bionic Learning Network y los Future Concepts, Festo marca las tendencias de
una automatización segura, desde soluciones mecatrónicas inteligentes, hasta nuevas
tecnologías biónicas de manipulación y pinzas, eficiencia energética y producción ecológica.
Festo AG & Co. KG
Inspirado en la trompa: el Asistente Biónico para Manipulación
Para diseñar el Asistente Biónico para Manipulación, los expertos de Festo se han inspirado
en la trompa de elefante. Ésta es flexible, soporta grandes fuerzas y se utiliza como
herramienta de precisión para agarrar objetos. Un análisis de la estructura y funcionamiento
de la trompa de elefante, así como la aplicación de nuevas tecnologías de producción, han
permitido (r)evolucionar la cooperación hombre-técnica – el resultado es un sistema
biomecatrónico de manipulación completamente novedoso.
P. O. Box
73726 Esslingen
Phone +49 711 347-1873
[email protected]
www.festo.com
Ruiter Straße 82
73734 Esslingen
Con el Asistente Biónico para Manipulación, el contacto directo entre máquina y hombre
– tanto involuntario como deliberado – ya no supone ningún peligro. Y es que en caso de
colisión con una persona, el Asistente Biónico para Manipulación cede inmediatamente, sin
alterarse el comportamiento dinámico integral deseado. A continuación, el Asistente Biónico
para Manipulación prosigue con su movimiento. Al contrario de lo que ocurre con robots
industriales pesados, el Asistente Biónico para Manipulación tiene una relación masa-carga
útil única, una ejecución suave de movimientos con un mayor grado de libertad y un
consumo eficiente de recursos.
El Asistente Biónico para Manipulación permite nuevas posibilidades de aplicación en la
industria de manipulación. Puede ser utilizado para trabajos con personas que requieran la
asistencia de máquinas sin peligro - por ejemplo, en la técnica de medicina, rehabilitation y
handicap care, pero también en la agricultura, hogares y centros de aprendizaje.
El Asistente Biónico para Manipulación está formado por tres elementos básicos para el
movimiento espacial, así como un eje manual con articulación esférica y una pinza con
dedos adaptativos. Los elementos básicos están compuestos por tres actuadores dispuestos
en círculo, con una reducción en un ángulo de tres grados. Cada actuador es accionado
mediante aire comprimido a través de los puntos de unión de los elementos básicos. La
reposición se produce gracias a la construcción en forma de bucle de los actuadores, la cual
actúa como un resorte a tracción una vez descargado el aire comprimido. Los sistemas de
medición de recorrido detectan el alargamiento de los mismos y asisten al sistema de control.
En el eje manual se encuentran dispuestos otros tres actuadores en torno a una articulación
esférica. Su accionamiento provoca un ajuste del ángulo de la pinza de hasta 30 grados. Los
sensores SMAT detectan los recorridos y permiten una orientación precisa. Una serie de
válvulas posicionadoras VPWP intervienen en todo el proceso de control. Los elementos son
flexibles y permiten una transmisión de fuerzas con un peso propio mínimo.
Gracias a la utilización de tecnologías modernas del Rapid Manufacturing de dan los
requisitos especiales de fabricación del Asistente Biónico para Manipulación. El sistema
Rapid Manufacturing permite fabricar individualmente piezas móviles de poliamida del
sistema, las cuales se distribuyen durante el proceso de producción en finas capas sobre una
plataforma de construcción. Cada capa se funde mediante láser con la capa subyacente,
endureciéndose exactamente en los puntos determinados por el programa de control. Ello
permite una impresión individual en 3D de productos complejos.
Desde la aleta de pez hasta el BionicTripod 2.0
El objetivo al desarrollar el BionicTripod 2.0 fue la posibilidad de manejar un espacio de
trabajo máximo con un peso propio mínimo. Gracias a su reducido peso propio, es decir,
la reducción de la masa a desplazar, el BionicTripod 2.0 ofrece un consumo eficiente, lo que
le permite realizar movimientos y trabajos de clasificación con eficiencia energética.
El principio biónico de la aleta trasera del pez actúa en repetidas ocasiones en forma de
estructura 3D Fin Ray® tridimensional adaptada. Es esta estructura la que permite una
construcción ligera energéticamente eficiente.
Frente a las disposiciones de trípode corrientes, el BionicTripod 2.0 se encuentra girado 90
grados, por lo que también se puede denominar un trípode dispuesto horizontalmente. La
pinza adaptativa integrada, también llamada FinGripper, así como un tipo de articulación
esférica, en analogía a la articulación humana de la muñeca, permiten una flexibilidad
máxima para agarrar objetos. Ello resulta una ventaja decisiva en este tipo de disposición.
La pinza adaptativa es el elemento de unión entre el objeto y la actuórica. Está formado por
un actuador neumático en forma de fuelle y tres dedos de estructura adaptativa con efecto Fin
Ray®. La consiguiente flexibilidad y elasticidad está predestinada para trabajos con
interacción hombre-máquina, p.ej. en la agricultura, para clasificar fruta y verdura o para
la industria, para clasificar materiales. El BionicTripod 2.0 también resulta un ayudante
ideal en todo tipo de trabajos de montaje, como "tercera" mano, para alcanzar llaves o
componentes de montaje.
La estructura del BionicTripod 2.0 está formada por seis varillas de fibra óptica dispuestas
piramidalmente, unidas entre sí de forma flexible y articulada, capaces de moverse hasta 90
grados en cualquier dirección mediante extensión o retracción, maximizando el espacio
operativo.
Ejes electromecánicos tipo EGC, así como el accionamiento eléctrico EMMS garantizan
un control preciso del dispositivo. El control de la instalación se realiza íntegramente a través
del software de control robótico CMXR. En el eje manual – así llamado como analogía a la
función de la articulación humana de la muñeca – se encuentran tres actuadores dispuestos
en torno a una articulación esférica, que permiten tres grados de libertad adicionales y una
desviación de hasta 30 grados.
Módulo de manipulación para la formación – el dispositivo modular de manipulación
de construcción ligera
El dispositivo modular de manipulación de construcción ligera va a ampliar en el futuro el
módulo multieje de Festo como sistema de aprendizaje para la formación. El programa de
productos de Festo permite, en combinación con el dispositivo modular de manipulación de
construcción ligera, desde la construcción de un capturador angular a través de un trípode
hasta una cinemática de brazo articulado con seis ejes. Los colegios pueden crear
cinemáticas variables y transmitir de forma práctica conocimientos en base a componentes
industriales reales.
El dispositivo modular de manipulación de construcción ligera permite crear una cinemática
de brazo articulado con una construcción ligera. Con un peso propio de tan sólo 4 kg, una
carga útil de hasta 800 g y sus seis grados de libertad, resulta ideal para sistemas de
aprendizaje. Gracias a su estructura sencilla y económica puede ser utilizado para
aplicaciones tipo 'pick&place', automatización de procesos en el laboratorio o como
"tercera mano" para aplicaciones en la robótica de servicios. El reducido peso propio
permite aplicaciones sin jaula protectora, permitiendo una interacción hombre-máquina.
El dispositivo modular de manipulación de construcción ligera es extremadamente versátil.
Desde una cinemática con un eje hasta seis ejes, todas las variantes se pueden construir o
modificar fácilmente a posteriori. Ello permite una gran variedad de configuraciones
posibles. El principio de la construcción modular ligera continúa en el frontend, como p.ej.
el alojamiento de la pinza. El dispositivo modular de manipulación de construcción ligera
modular recoge de forma autónoma pinzas con dos o tres dedos, pinzas acodadas y paralelas,
así como unidades de aspiración y pinzas tipo Bernoulli de su cargador. Los dedos
adaptativos construidos con el efecto Fin Ray® permiten capturar también productos
complejos con formas libres.
El dispositivo modular de manipulación de construcción ligera es capaz de realizar un
posicionamiento exacto, gracias a la utilización de servomotores con engranajes de
precisión. Gracias a controladores descentralizados en las articulaciones, todos los motores
se alimentan con baja tensión y controlan mediante el sistema de control robótico CMXR a
través de un sistema de bus en serie (CAN).
CyberKite – el sistema automatizado de control de cometas
El hombre ha tratado desde siempre de controlar las fuerzas de la naturaleza. Éste es el
propósito que persigue Festo con CyberKite, un sistema de control de cometas con unidad de
control cibernética. Los ingenieros de Festo se han propuesto dominar el factor impredecible
del viento, manteniendo una cometa dirigible con ala dinámica permanentemente en el aire –
independientemente de la dirección del viento. CyberKite representa un diseño global
biomecatrónico, capaz de dirigir y regular un ala dinámica de hasta 24 m2 de forma
autónoma y energía autárquica.
La regulación inteligente de la cometa se realiza con independencia de las condiciones del
viento y el tamaño de ala empleado. Diversos modos de operación y especificaciones de
trayectorias de vuelo adaptadas garantizan la operatividad en un amplio rango de
intensidades del viento. De esta forma, CyberKite se convierte en todo un talento de
resistencia en las alturas. Una limitación automática de carga permite, junto con la robusta
regulación de vuelo, dominar grandes cometas con seguridad.
La filosofía de regulación y control de CyberKite no se basa en una sujeción rígida, sino en
la programación de una flexibilidad inteligente. De este modo, utilizando los accionamientos
con eficiencia energética se aprovecha incluso la fuerza del viento. La energía de frenado
de los servomotores procedente de los movimientos de control no sólo se emplea para
retroalimentar el sistema, sino que además – gracias a la tecnología de acumuladores de
última generación – el excedente de energía eólica de los accionamientos flexibles de la
cuerda de sujeción se aprovecha para alimentar el sistema. Los servomotores operan
periódicamente en "modo generador" a través de las cuerdas movidas por la fuerza de
tracción de la cometa, y la energía eléctrica generada se almacena en acumuladores,
reduciendo considerablemente la demanda de energía del sistema. Los futuros sistemas
CyberKite operarán energéticamente de forma autárquica, gracias a la fuerza del viento, con
las correspondientes condiciones de viento.
Una unidad de actuadores mecatrónica controla desde el suelo el vuelo de la cometa. Los
cambios de dirección del viento no representan ningún problema para el sistema híbrido de
ala. El ala combina un gran volumen para alojar el gas de sustentación aerostático con un
buen rendimiento aerodinámico y máxima estabilidad. El ala mantiene su posición incluso en
situaciones de calma total, gracias a la fuerza de sustentación del gas.
A pesar de su forma plana y elegante, el ala puede prescindir de estabilizadores. Un
mecanismo de cuerdas, operado a través de un sistema adaptativo de cuerdas, permite ajustar
el ala. De esta forma, el ala es capaz de volar recto con los extremos extendidos y de
curvarlos al realizar giros, de forma que ofrezcan una superficie lateral estabilizadora
suficiente.
El sistema de ala se encuentra anclado en el suelo, por lo que en caso de vientos fuertes y
ráfagas de viento se generan elevadas fuerzas de tracción no deseadas. Los accionamientos
eléctricos y la sensórica reaccionan ante cada situación de vuelo, manteniendo el sistema
estable. Para el sistema de cuerdas del ala se ha desarrollado un sistema de engranajes pasivo
adaptativo, que reduce de forma efectiva el efecto de la fuerza del viento. Para controlar la
suelta y recogida de las cuerdas, cada una de las cuerdas motorizadas tiene asignada un eje
de desplazamiento, compuesto por un accionamiento lineal eléctrico.
Fin Ray Effect® es una marca registrada de Evologics GmbH.
Fuente:
Fotos de prensa de Festo
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CC_05_10_Bionic_Handling_Assistant_9.tif
CC_05_10_Bionic_Handling_Assistant_10.tif
Título de la fotografía:
Inspirado en la trompa: el Asistente Biónico para Manipulación
(fotos: Festo)
Fuente:
Festo Pressebild CC_05_10_Dr_Veit_BHA.tif
Título de la fotografía:
Dr. Eberhard Veit, Presidente del Consejo de Administración de
Festo AG,
Asistente Biónico para Manipulación (fotos: Festo)
Fuente:
Festo Pressebild CC_05_10_Rapid_Manufacturing.tif
Título de la fotografía:
Rapid Manufacturing (foto: Festo)
Fuente:
Foto de prensa de Festo
CC_05_10_Evolution_Chart_Bionic_Handling_Assistant_DE
.tif
Título de la fotografía:
Diagrama de evolución (diagrama: Festo)
Fuente:
Fotos de prensa de Festo
CC_05_10_BionicTripod_2.0_1.tif
CC_05_10_BionicTripod_2.0_2.tif
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CC_05_10_BionicTripod_2.0_4.tif
Título de la fotografía:
Desde la aleta de pez hasta el BionicTripod 2.0 (fotos: Festo)
Fuente:
Foto de prensa de Festo
CC_05_10_Evolution_Chart_BionicTripod_2.0_DE.tif
Título de la fotografía:
Diagrama de evolución (diagrama: Festo)
Fuente:
Fotos de prensa de Festo
CC_05_10_Modular_Lightweight_Handling_1.tif
CC_05_10_Modular_Lightweight_Handling_2.tif
CC_05_10_Modular_Lightweight_Handling_3.tif
CC_05_10_Modular_Lightweight_Handling_4.tif
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Título de la fotografía:
Módulo de manipulación para formación – dispositivo modular
de manipulación de construcción ligera (fotos: Festo)
Fuente:
Fotos de prensa de Festo
CC_05_10_CyberKite_1.tif
CC_05_10_CyberKite_2.tif
CC_05_10_CyberKite_3.tif
CC_05_10_CyberKite_4.tif
Título de la fotografía:
CyberKite – el sistema automatizado de control de cometas
(fotos: Festo)
Las imágenes y textos para la prensa también se encuentran en Internet, en
www.festo.de/presse, más información acerca del Bionic Learning Network de Festo en
www.festo.de/bionic.
Los trailers de los respectivos proyectos y la película completa se encuentran disponibles en
YouTube.
También puede solicitar el material de filmación de los proyectos.