Cuatro tendencias a tener en cuenta en Cobot

En la línea de ensamblaje de motores de Comprehensive Logistics, la inspección visual realizada por el UR10 fue el último paso en la acelerada línea de ensamblaje donde el tiempo de actividad es crucial. "Las soluciones anteriores provocaban interrupciones frecuentes, pero ese no es el caso de Universal Robots: no hemos tenido averías en dos años de funcionamiento", afirma Mike O' Keefe, superintendente de montaje de valor añadido de Comprehensive Logistics. Fuente: Robots universales

En un ámbito donde las micras y los milímetros importan, los procesos eficientes de metrología e inspección de calidad pueden marcar la diferencia entre ejecuciones de producción consistentes y exitosas y fallas que requieren mucha mano de obra.

Realizar tareas de control de calidad manualmente no sólo conlleva el riesgo de sufrir lesiones por esfuerzos repetitivos, sino que también plantea exigencias extraordinarias a los profesionales de la calidad en términos de concentración, precisión y coherencia. A pesar de estar armados con calibradores digitales y otras herramientas, los trabajadores humanos simplemente no pueden alcanzar los mismos niveles de precisión y consistencia que brindan los robots, lo que hace que estas tareas sean ideales para la automatización.

Las soluciones automatizadas basadas en robots colaborativos (cobots) se han convertido en una opción popular para las aplicaciones de control de calidad debido a su asequibilidad, rápido retorno de la inversión, facilidad de uso y tamaño reducido en comparación con la automatización industrial tradicional.

"Los sistemas basados ​​en cobots tienen como objetivo reducir los límites que impiden a las personas trabajar con la automatización y hacerlo de manera segura y asequible", dice Omer Cohen, ingeniero de visión de LMI Technologies, una empresa canadiense que ha desarrollado una gama de instantáneas y líneas. Sensores para uso en aplicaciones de control de calidad basadas en cobots.

El tamaño reducido de un cobot permite a las empresas llevar los procesos de inspección y metrología a la fábrica, reduciendo el retraso entre el proceso de fabricación y el proceso de calidad. Los cobots también permiten a las empresas aumentar la frecuencia de las tareas de inspección y calidad, sin tener que añadir mano de obra humana adicional.

"La escasez de mano de obra es muy real y es uno de los principales impulsores de la adopción de cobots", afirma Matt Jones, director general de ventas y operaciones en EE. UU. de la empresa de software de robótica Micropsi Industries. "Hay un montón de trabajos de fabricación que la gente ya no quiere hacer y los cobots permiten a las empresas abordar esos problemas".

En el cambiante entorno de fabricación actual, la flexibilidad y movilidad de los sistemas de inspección de calidad basados ​​en cobots realmente pasan a primer plano. Los cobots son muy fáciles de implementar y reimplementar, lo que facilita su incorporación a las líneas de producción existentes y la transición entre diferentes tareas y combinaciones de productos en muy poco tiempo. Estas características hacen que los cobots sean especialmente atractivos para los fabricantes que se esfuerzan por satisfacer las demandas de control de calidad de series de producción de bajo volumen y alta mezcla.

Y mientras que la automatización industrial tradicional normalmente requiere vigilancia o vallas extensas, los cobots pueden desplegarse junto a los trabajadores humanos después de una evaluación de riesgos. Dado que se necesitan seres humanos para operar los cobots, la tecnología no es una amenaza para los puestos de trabajo de los trabajadores, dice Cohen de LMI Technologies.

“Los cobots son herramientas diseñadas para trabajar con humanos. Hacen que el trabajo de los profesionales de calidad sea más fácil, más ergonómico y les permite centrarse en tareas más interesantes”, explica.

Este artículo explorará algunos de los beneficios y capacidades de los sistemas de metrología e inspección de calidad basados ​​en cobots. También compartiremos algunos resultados de implementaciones en el mundo real y analizaremos algunas tendencias a las que debemos estar atentos en este espacio.

A medida que los subconjuntos del soporte del motor llegan al final de la línea en Comprehensive Logistics, fabricante contratado con sede en Youngstown, Ohio, los trabajadores deben inspeccionar y asegurarse de que cada uno esté completamente asentado y bloqueado. El estándar de la industria para la inspección manual en este ámbito es del 80 %, por lo que la empresa decidió automatizar el proceso para mejorar la coherencia en esta tarea de misión crítica.

Tras pruebas infructuosas con diversas sondas y sistemas de inspección con cámaras en posiciones fijas, Comprehensive Logistics decidió desplegar un cobot dotado de un sistema de visión. El pequeño tamaño del diestro cobot permitió montarlo sobre el transportador, garantizando así coherencia y repetibilidad en lugares que los humanos encuentran difíciles de alcanzar. El cobot se mueve rápidamente entre los puntos de inspección, toma una fotografía en cada punto y luego regresa a su posición inicial para esperar a que se inspeccione el siguiente subconjunto.

Los resultados fueron impresionantes: Comprehensive Logistics logró una calidad del 100 % en la inspección de subconjuntos, estimó el retorno de la inversión en solo cuatro meses, no experimentó ningún tiempo de inactividad y ejecutó su cobot las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

Los cobots son potentes plataformas diseñadas para permitir una gran cantidad de aplicaciones, desde la eliminación de materiales y el paletizado hasta la soldadura y la calidad, la inspección y la metrología. En los primeros días de la automatización colaborativa, a veces era un desafío adquirir e integrar con éxito los periféricos de hardware y software necesarios para realizar tareas especializadas. Esto significó tiempos de implementación más largos y costos adicionales de ingeniería e integración, lo que no es un problema importante para las grandes empresas, pero sí suficiente para poner la automatización más allá de los presupuestos y la experiencia de las pequeñas y medianas empresas (PYME).

Todo eso ha cambiado. Hoy en día, existe una gran variedad de periféricos de hardware y software especializados (a menudo denominados 'kits de aplicaciones') especialmente diseñados por terceros para su uso con cobots.

Para los usuarios finales, el crecimiento de este ecosistema en torno a los cobots ha sido transformador. En lugar de intentar improvisar varios componentes de hardware y software (o pedirle a su integrador que lo haga), los usuarios finales pueden simplemente seleccionar el kit de aplicación que mejor se adapte a sus requisitos de calidad, inspección y metrología. Esta preparación "lista para usar" simplifica las implementaciones hasta el punto en que no es nada raro que los usuarios finales tengan el sistema en funcionamiento en aplicaciones simples en medio día, independientemente de su nivel de experiencia con la automatización.

Por ejemplo, un kit de aplicación para automatizar mediciones de calibres digitales, registro de datos y manejo de piezas incluirá herramientas de calibre de precisión, una mesa de estación de trabajo para presentar piezas y software que guía a los usuarios a través del proceso de agarrar y mover piezas, medir dimensiones y datos de registro.

No consideres la compra de un cobot de forma aislada. Asegúrese de prestar atención al ecosistema de periféricos de hardware y software que también admite el cobot. No todas las marcas de cobots son iguales en lo que respecta a la profundidad de sus ofertas de ecosistemas, por lo que la debida diligencia aquí realmente vale la pena en términos de usabilidad, reducción de costos de ingeniería e integración y preparación para el futuro de su inversión en cobots.

Los cobots obtienen una alta puntuación en usabilidad gracias a métodos de programación como la guía manual, una técnica de programación intuitiva que permite a los usuarios finales enseñar a su cobot simplemente guiándolo manualmente a través del camino que debe seguir para completar una tarea.

Además, un puñado de marcas de cobots han transformado el sistema colgante tradicional, eliminando la programación compleja requerida para la automatización tradicional y reemplazándola con interfaces gráficas fáciles de usar.

Los kits de aplicaciones especializadas van un paso más allá al proporcionar software especialmente diseñado para ayudar a los usuarios a implementar su cobot en tareas de calidad, inspección y metrología. Estos paquetes de software no sólo guían a los usuarios paso a paso a través de la implementación, sino que también vienen con rutinas preprogramadas que prácticamente eliminan la programación por completo.

El software de metrología especializado para cobots, por ejemplo, puede abstraer una programación de metrología compleja, lo que permite a los usuarios elegir una pieza y un programa preestablecido que cubra la exploración de toda la pieza, presionar reproducir y marcharse.

Si alguna vez ha intentado calibrar cámaras para aplicaciones de inspección y calidad, sabrá lo tedioso que puede ser el proceso, desde conseguir la iluminación adecuada hasta garantizar que las cámaras y las piezas estén en las posiciones correctas. Algunos sistemas de visión líderes basados ​​en cobots han simplificado este proceso hasta el punto en que una imagen es todo lo que se necesita para calibrar el sistema de visión, lo que supone un importante ahorro de tiempo en entornos de producción ajetreados.

La inteligencia artificial (IA) aumenta la usabilidad al permitir que los cobots realicen tareas que antes se consideraban imposibles de automatizar debido a la variación en los tipos de productos, sus características y las condiciones de iluminación. La IA probablemente sea más conocida por permitir imágenes e inspección avanzadas, pero también permite una planificación de rutas automatizada avanzada y flexible. La planificación de rutas basada en IA automatiza los movimientos de su cobot para respaldar tareas de inspección complicadas que requieren múltiples imágenes, todo sin que el usuario necesite saber nada sobre programación de IA.

La detección de fugas en los circuitos de refrigeración de refrigeradores es una tarea desafiante para cualquier robot debido a la alta variabilidad en el posicionamiento de las piezas y la variación en la apariencia de las uniones y tubos de soldadura. La combinación de un cobot con dos cámaras y software de inteligencia artificial permitió a BSH, un fabricante líder de componentes para refrigeradores, resolver un problema que la automatización tradicional no puede manejar. El software de IA se encarga de toda la planificación de la ruta necesaria para garantizar que el cobot se mueva a la posición correcta para realizar la tarea.

La implementación permitió a BSH eliminar las tediosas pruebas de fugas manuales y alcanzar todos sus KPI de tiempo de ciclo, precisión y rendimiento, lo que generó mejores resultados de calidad y un impulso a la productividad.

Ya sea que esté buscando una manera de mejorar la ergonomía para los profesionales de calidad, mejorar la coherencia en las tareas de control de calidad o encontrar formas asequibles de incorporar la automatización en sus procesos, los cobots pueden ayudarle a que sus procesos de control de calidad automatizados sean más fáciles de implementar y más eficientes que nunca. Solo asegúrese de hacer su debida diligencia para asegurarse de seleccionar el cobot y el ecosistema adecuados para respaldar su aplicación.

Joe Campbell es el director senior de desarrollo de aplicaciones de Universal Robots. Para obtener más información, visite www.universal-robots.com.