¿Ha pensado en usar cobots móviles para la atención de máquinas?

Empresas de todo el mundo están evaluando sus operaciones de producción para determinar cómo aumentar la productividad. Esa es una razón clave por la que la demanda de robótica y automatización está creciendo a un ritmo acelerado.

Los robots móviles se han convertido en una solución popular para una variedad de industrias, incluido el comercio electrónico, donde el robot puede desplazarse rápidamente de un lugar a otro para recoger productos y cumplir con los pedidos. Ahora, muchas industrias están considerando el uso de cobots en una plataforma móvil para compensar la escasez de trabajadores calificados, mejorar la productividad, cumplir con plazos críticos y maximizar el retorno de la inversión.

Las empresas que fabrican piezas mecánicas no solo se enfrentan a la escasez de mano de obra y a problemas de productividad, sino que ahora también deben hacer frente al reto que plantean las demandas de los clientes de manejar trabajos de bajo volumen y alta variedad. Una solución muy flexible y segura consiste en montar un cobot en una plataforma móvil, como un robot móvil autónomo (AMR). Este tipo de solución con robots móviles facilita que un solo trabajador mueva el robot hacia diferentes máquinas en toda la planta y lo configure rápidamente para cualquier número de tareas: un gran beneficio que permite a las empresas satisfacer las demandas de sus clientes y, al mismo tiempo, ahorrar tiempo y dinero. También permite que los empleados calificados permanezcan en la celda de trabajo del cobot para realizar otras tareas mientras este se encarga de las tareas repetitivas de carga y descarga.

Demostración del manipulador móvil

FANUC presentó recientemente una demostración de atención flexible a máquinas con su más reciente cobot CRX-20iA/L montado en una plataforma. Se utilizó un AMR OTTO 100 acoplado debajo de la plataforma para levantar y transportar al cobot con el fin de que completara de manera autónoma una variedad de tareas comunes en cualquier taller de fabricación, incluyendo la preparación de kits de piezas, el lavado y la alimentación de máquinas. Este sistema, diseñado y construido por Capriol (West Bloomfield, MI), es un excelente ejemplo de cómo se pueden ampliar las capacidades de un cobot, convirtiéndolo en un verdadero manipulador móvil.

Potente AMR

El AMR OTTO, con una autonomía de aproximadamente dos horas, se utiliza para alimentar el equipo a bordo de la plataforma entre el cobot y el AMR. Mucho más que un simple enlace mecánico entre ambos, la plataforma contiene el equipo necesario para alimentar el cobot con las baterías del AMR, equipo de comunicación inalámbrica para el PLC de la célula y conexiones de E/S para sensores específicos de la aplicación.

Así, en este ejemplo, las baterías del AMR duran dos horas. Al cumplirse las dos horas, el AMR cambia de lugar con otro AMR completamente cargado. Un sistema de alimentación de emergencia (UPS) estable permite que el cobot termine su ciclo, y el sistema continúa funcionando sin pérdida de productividad.

Localización con visión 2D

Al utilizar manipuladores móviles, la posición y la orientación de una estación de acoplamiento deben verificarse cada vez mediante algún método de localización para garantizar un movimiento repetible del robot. ¿Qué puede afectar la repetibilidad?

• Cuando un robot móvil se acopla a una estación, la repetibilidad puede variar en varios centímetros.
• Dado que los pisos no están perfectamente nivelados, cualquier pequeño desnivel o bache puede alterar significativamente la posición de la herramienta en el extremo del brazo del cobot.

La visión 2D puede resolver estos problemas en cuestión de segundos. Esto se logra agregando un objetivo de visión (una rejilla de calibración de cámara) a cada estación y programando todas las posiciones del objetivo. Cuando el manipulador móvil llega a una estación, una cámara 2D toma varias imágenes del objetivo y calcula su posición y orientación con respecto al robot. Esto establece la posición del objetivo, y todos los movimientos posteriores del robot en la estación son tan precisos como cuando se programaron inicialmente.

Mantenimiento de máquinas CNC

Existen muchas formas en que una máquina CNC puede comunicarse con un manipulador móvil. En la demostración reciente se intentó imitar a un operador humano tanto como fuera posible, por lo que se utilizó la visión para la comunicación entre el CNC y el resto de la célula.

Cuando la máquina termina un ciclo, abre la puerta y utiliza la luz de señalización para indicar que se requiere servicio. El manipulador móvil llega a la máquina y revisa la luz para confirmar que está lista. Después de completar las tareas en la máquina, el robot presiona el botón de inicio del ciclo y revisa la luz de señalización una última vez para verificar que la máquina esté funcionando antes de salir de la estación.

Otra aplicación podría utilizar la comunicación en red para interactuar con la máquina CNC, lo que podría ofrecer una solución más eficiente. En este caso, la máquina CNC puede indicar cuándo está a punto de terminar un ciclo, y se puede enviar un manipulador móvil con anticipación para que llegue justo cuando finalice el ciclo de mecanizado, mejorando así la eficiencia.

Tecnología colaborativa

El CRX-20iA/L utilizado en el manipulador móvil es un robot colaborativo con potencia y fuerza limitadas. El sistema del manipulador móvil también cuenta con escáneres láser montados en dos esquinas que ofrecen una cobertura de 360 grados. Estos dos sistemas con clasificación de seguridad (el cobot y los escáneres de área) pueden utilizarse juntos para lograr un sistema seguro.

Para tareas de bajo riesgo, el cobot de FANUC ofrece un funcionamiento seguro sin necesidad de escáneres de seguridad. Si se requieren velocidades más altas o la tarea es más arriesgada, como la manipulación de una pieza afilada, entonces se pueden utilizar escáneres de seguridad para evitar que el brazo se mueva cuando los operadores estén cerca. La clave aquí es la flexibilidad: las características de limitación de potencia y fuerza del cobot pueden complementarse con los escáneres de área para lograr un sistema seguro de una manera que se adapte a cada aplicación específica.

Navegación de robots móviles

Existen varias ventajas al utilizar un AMR como el OTTO 100 para transportar un cobot o manipulador móvil, entre ellas:

• Flexibilidad para responder a obstáculos inesperados al redirigir automáticamente la ruta para esquivarlos.
• Las ruedas grandes permiten que el AMR se desplace por los pisos de las fábricas, incluso aquellos que están agrietados o tienen baches.
• Configuración sencilla del mapa de rutas: basta con un solo recorrido manual por el sitio para que el mapa del AMR quede configurado. A continuación, el mapa se completa con estaciones, cargadores y otros puntos de interés.

El robusto software Fleet Manager de OTTO permite todo, desde programar puntos de ruta simples hasta definir fábricas complejas integradas en la infraestructura del edificio. Cambiar la ubicación de una máquina o el flujo de trabajo es tan sencillo como ajustar los destinos en el mapa; el AMR se encarga de todo lo demás.

Maximizar el retorno de la inversión (ROI)

Antes de invertir en un sistema de manipuladores móviles, es importante trabajar con un proveedor de automatización confiable que realice una revisión exhaustiva de su operación para asegurarse de que la automatización se utilice de manera eficiente. En la demostración del ejemplo anterior, un cobot realiza diferentes tareas en cada estación. Un enfoque alternativo y posiblemente más rentable podría ser utilizar robots fijos en cada estación para realizar las tareas del proceso y usar el manipulador móvil únicamente para mover piezas entre estaciones y accesorios. Esto mantiene al manipulador móvil en movimiento tanto como sea posible, lo que le permite atender más estaciones en lugar de utilizarlo para realizar tareas en cada una de ellas.

La atención móvil de máquinas es una inversión que se amortiza en consistencia y flexibilidad. La carga de la máquina se realiza con precisión robótica y el rendimiento de las piezas no varía de un turno a otro. Los robots no asisten a reuniones y no les molesta trabajar en tres turnos. Pensando a largo plazo, una solución móvil es la más flexible: un robot montado sobre rieles puede ser más rápido al principio, pero los cambios son costosos y requieren una reelaboración significativa. Una solución móvil se adapta fácilmente a cambios en el diseño, expansiones e incluso cambios completos en el flujo de trabajo.

Otra forma de analizar el retorno de inversión (ROI) es la satisfacción y retención de los empleados. Al automatizar las tareas extenuantes y repetitivas de cargar y descargar máquinas CNC, puedes reducir el riesgo de lesiones de los empleados, lo que hace que sus trabajos sean mucho más seguros. Cuando tus empleados pueden enfocarse en tareas de mayor valor, estarán más satisfechos con su lugar de trabajo, lo que disminuirá la rotación de personal y limitará tu necesidad de contratar específicamente a trabajadores manuales para esos puestos.

Resumen

Cuando se trata del manejo de máquinas, siempre hay aspectos que evaluar antes de implementar cualquier equipo o proceso nuevo. Pensando a largo plazo, un manipulador móvil es una solución muy flexible que puede ayudarte a cumplir con los plazos de los clientes, maximizar tu productividad y superar los desafíos laborales.

Imagina implementar un sistema como el que se destaca en este artículo para el manejo de máquinas CNC y, un par de años más tarde, se requiera una estación de inspección. Con una solución móvil, este cambio en el flujo de trabajo se puede implementar rápidamente programando el robot en la nueva estación de inspección y simplemente agregando un destino al mapa. Por otro lado, si su operación es estrictamente manual, los cambios importantes en el proceso requerirían mano de obra adicional y una reorganización de los horarios; pero, ¿qué pasaría si no pudiera cubrir los puestos de trabajo? Además, si se hubiera instalado previamente un riel lineal, tal vez ni siquiera fuera posible una expansión: ¿de dónde sacaría el espacio adicional?

La flexibilidad de una solución móvil es su beneficio más importante y una razón clave detrás del crecimiento de los robots móviles en la automatización. Si está considerando automatizar uno o más procesos de mecanizado, tal vez le convenga analizar más a fondo una solución móvil. Para obtener más información, comuníquese con FANUC.

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