El nuevo software hace que los robots sean más fáciles de implementar

Las nuevas herramientas de software hacen que la programación de robots sea una tarea menos desalentadora. Foto cortesía de Ready Robotics Corp.

La creciente popularidad de las máquinas colaborativas de UR ha ayudado a impulsar nuevos desarrollos de software. Foto cortesía de Universal Robots USA Inc.

El nuevo software de programación está diseñado para ser independiente del hardware robótico. Foto cortesía de Realtime Robotics Corp.

Hoy en día, los ingenieros buscan herramientas que hagan que la programación de robots sea más fácil y rápida. Ilustración cortesía de TM Robotics (Americas) Inc.

La fabricación se ha visto frenada durante décadas por silos de software entre proveedores de robots. Foto cortesía de Ready Robotics Corp.

El nuevo software simplifica la programación y acelera el tiempo de implementación. Ilustración cortesía de Realtime Robotics Corp.

En el futuro, la inteligencia artificial y la tecnología de análisis de datos desempeñarán un papel importante en el software de programación de robots. Foto cortesía de Universal Robots USA Inc.

Esta plataforma de mejora continua permite a los fabricantes gestionar fácilmente sus robots y maximizar el rendimiento. Ilustración cortesía de Flexxbotics

Tradicionalmente, muchos fabricantes pequeños y medianos evitaban los robots porque eran intimidantes. Las empresas carecían de los conocimientos de programación y la experiencia técnica necesarios. Y simplemente no estaban dispuestos a realizar inversiones en personal que los fabricantes más grandes pudieran permitirse.

Sin embargo, esa actitud ha cambiado drásticamente en los últimos años, en parte debido al auge de los sistemas operativos de código abierto. Esta es una buena noticia para muchas empresas, porque la programación puede llevar mucho tiempo y ser muy costosa.

La programación de robots puede ser una tarea desalentadora. Dependiendo de la complejidad de un proyecto, como la cantidad de robots que se programan, la cantidad de tareas y si los usuarios comienzan desde cero o realizan modificaciones, todo el proceso puede llevar desde semanas hasta meses de tiempo de ingeniería.

De hecho, según algunos expertos, la programación representa el 75 por ciento del coste medio de una célula robótica a lo largo de su ciclo de vida. La escasez de programadores capaces de reajustar rápidamente las células en múltiples marcas y lenguajes de robots también limita la implementación y el crecimiento de la automatización en una variedad de industrias.

"El software de programación de terceros está diseñado para ser independiente del hardware robótico, lo que significa que puede usarse en la mayoría, si no en todos, los robots industriales [comercializados] por las principales marcas", dice Lian Jye Su, director de investigación en robótica de la firma de inteligencia tecnológica ABI. Research Inc. “El software de robot tradicional tiende a tener un nivel muy bajo y requiere altas habilidades técnicas.

"El software de terceros permite a los usuarios finales programar y simular el comportamiento y el movimiento de un robot industrial en una interfaz muy fácil de usar", explica Su.

"Cada fabricante de robots hace las cosas a su manera", añade George Konidaris, Ph.D., profesor asociado de informática en la Universidad de Brown y director del Laboratorio de Robots Inteligentes. “Si quieres controlar un robot de un fabricante específico, debes aprender el lenguaje de programación que admite.

“Esos lenguajes son complejos, engorrosos, de bajo nivel y de ninguna manera mutuamente inteligibles, por lo que muchos integradores terminan especializándose en una marca de robot”, afirma Konidaris. “Eso es malo, porque no sólo los lenguajes son difíciles de usar, sino que una vez que se especializan, [las empresas se quedan atrapadas en ello].

"Con software abierto de terceros, un integrador de sistemas puede aprender un único paquete de software, que normalmente opera en un nivel de abstracción mucho más alto, capaz de controlar robots de cualquier fabricante", explica Konidaris, quien también se desempeña como jefe de robótica en Realtime. Robotics Inc., una empresa de nueva creación que ha desarrollado un software de planificación de movimiento que se puede utilizar con una variedad de marcas de robots. “Ahora pueden elegir el robot adecuado para el trabajo en cuestión.

"Una analogía útil es pensar en las marcas de impresoras de computadoras de escritorio", dice Konidaris. “Imagínese si para imprimir un documento tuviera que utilizar un lenguaje de programación de bajo nivel con un propósito especial y cada fabricante tuviera uno diferente. Si quería imprimir en una impresora HP, tenía que usar un idioma, y ​​si quería usar una impresora Canon o Lexmark, necesitaba aprender uno nuevo.

“Eso sería terrible”, señala Konidaris. “Y haría que la instalación de las impresoras de escritorio fuera costosa y poco práctica para mucha gente. En cambio, lo que la gente hace es instalar un controlador de impresora y su computadora le brinda una interfaz intuitiva y uniforme para todas las impresoras. Ésa es la ventaja que el software de terceros ofrece a los robots industriales”.

Aunque los robots existen desde hace más de 50 años, el software independiente del proveedor sólo ha estado disponible recientemente.

"Se debe principalmente a un cambio en el comportamiento del consumidor", afirma Su. “Los consumidores exigen más productos y más personalización. Un mayor número de variaciones de productos generalmente se traduce en un proceso de fabricación de bajo volumen y alta combinación. Esto lleva a que los fabricantes tengan que hacer frente a una gama más amplia de [opciones] robóticas de diferentes marcas.

"Dado que la configuración de soluciones robóticas de otras marcas puede ser extremadamente costosa y llevar mucho tiempo, los fabricantes prefieren utilizar software [alternativo] para abordar este problema, lo que permite el aumento del software de terceros", explica Su.

“En el pasado, muchas empresas se veían obstaculizadas por la complejidad de la programación tradicional”, añade Benjamin Gibbs, director ejecutivo de Ready Robotics Corp., que ha desarrollado un sistema operativo abierto y multimarca para la automatización industrial llamado Forge/OS. Con soporte para robots ABB, Epson, Fanuc, Kawasaki, Stäubli, Universal Robots (UR) y Yaskawa, ofrece una única interfaz de programación para cientos de máquinas y periféricos.

"Hoy en día, los sistemas abiertos hacen que sea más rentable utilizar robots en entornos de producción de alta variedad", afirma Gibbs. “Varios avances han ayudado a impulsar esta idea. Uno es la llegada de la tecnología Industria 4.0, que ha obligado a los proveedores de robots a abrir sus plataformas.

"Otro fue el debut del sistema operativo robótico (ROS), un sistema de código abierto que se desarrolló hace 15 años", señala Gibbs. “Sin embargo, ROS normalmente funciona mejor con vehículos guiados automáticamente y robots móviles autónomos que con brazos robóticos.

"Además, la creciente popularidad de las máquinas colaborativas de UR ha ayudado a impulsar nuevos desarrollos", afirma Gibbs. "Ha llevado a un gran aumento de técnicas de programación más fáciles de usar".

"Empresas como UR han abierto su interfaz de programación de aplicaciones (API) para permitir que empresas de terceros desarrollen directamente su software", añade Tyler Bouchard, director ejecutivo de Flexxbotics, que comercializa una plataforma de software de gestión de fabricación basada en la nube que utilizan las empresas. como Abiomed, Boeing, Northrop Grumman, Sub-Zero y Toyota.

"Han creado una empresa de robots que se asienta sobre una plataforma", afirma Bouchard. "La plataforma ha acelerado la innovación en robótica, brindando a los fabricantes acceso a más soluciones basadas en aplicaciones".

Según Konidaris de Realtime Robotics, otros dos factores han contribuido al aumento del software de terceros. "Uno es la creciente presión para automatizar, proveniente tanto de la comprensión de que la industria está lejos de alcanzar su potencial como de la presión de los precios", señala.

"La segunda razón es que la nueva tecnología que los investigadores de robótica han estado gestando durante décadas finalmente está alcanzando un nivel de madurez en el que se puede aplicar de manera útil en la práctica", dice Konidaris. "El software de terceros cambiará las reglas del juego".

El software generalmente tiene las siguientes características que lo hacen fácil de usar:

"[Los ingenieros de hoy] buscan herramientas que faciliten la programación", dice Ryan Guthrie, vicepresidente ejecutivo de TM Robotics (Americas) Inc., el distribuidor estadounidense y europeo de los robots Shibaura (anteriormente Toshiba). “Cada vez hay menos interés en tener que escribir código. Los clientes quieren herramientas prediseñadas, empaquetadas, enchufables y de arrastrar y soltar.

"No quieren pensar en código en absoluto", señala Guthrie. “Quieren poder modificar los programas de los robots sin tener que mirar ni comprender el código.

"La mayoría de las aplicaciones de terceros con las que nos hemos topado se desarrollaron para abordar necesidades específicas", añade Guthrie. “Cuando un robot sale de la fábrica, no sabemos si envasará chocolates, soldará la carrocería de un automóvil, pegará celdas de batería para un vehículo eléctrico, ensamblará componentes eléctricos o será utilizado en un laboratorio que está desarrollando una cura para una enfermedad."

Los fabricantes de robots necesitan desarrollar software genérico que funcione para todos estos casos y, como tal, no pueden saber qué tipos de detalles o funciones podrían ser necesarios para aplicaciones específicas.

Sin embargo, se pueden utilizar aplicaciones de terceros para aprovechar la flexibilidad del robot y realmente ajustarlo y adaptarlo a la tarea de producción de nicho que un usuario final específico pueda tener en mente.

Guthrie dice que el impulso para facilitar la programación no es un concepto nuevo. "La idea de bibliotecas enlatadas y código de arrastrar y soltar es algo que siempre ha estado ahí", señala. “Lo que está cambiando es la potencia de procesamiento y el conocimiento general de los integradores.

“Lo que está sucediendo en el sector del consumo, que avanza a un ritmo de desarrollo mucho más rápido, está impulsando cambios en el [sector] industrial”, explica Guthrie, que ha estado programando robots durante 15 años. “El software se está volviendo mucho más intuitivo, con menús basados ​​en íconos e interfaces simplificadas. La mayor parte del trabajo pesado ahora se realiza con scripts que se ejecutan en segundo plano sin que el usuario siquiera sepa lo que está sucediendo”.

En el futuro, la tecnología de inteligencia artificial y análisis de datos desempeñará un papel importante en la programación de software.

"La IA realmente está cambiando la forma en que se aborda la programación", afirma Guthrie. “A medida que se introduzcan más y más datos en los logaritmos que ejecutan la IA, se desarrollarán [programas] más inteligentes.

"Así como los sistemas de visión realmente han cambiado la forma en que los robots 'ven' durante la última década, la IA va a cambiar la forma en que los robots 'piensan'", predice Guthrie. "[Sin embargo], todavía estamos muy lejos de tener máquinas que puedan pensar, reaccionar y crecer por sí mismas".

“El futuro de la programación es menos 'tratar manualmente cada detalle de bajo nivel porque el robot es muy estúpido' y más 'describir su proceso industrial y dejar que el robot lo resuelva'”, añade Konidaris de Realtime Robotics.

"Vamos a ver un gran salto en lo que se puede automatizar de manera rentable y confiable cuando elevemos el nivel de abstracción en el que tenemos que pensar en la programación de robots", dice Konidaris. “Lo que estamos haciendo ahora es como tratar de decidir dónde ir a almorzar razonando paso a paso, en lugar de elegir un restaurante objetivo. Algún día, muy pronto, todo ese razonamiento espacial de bajo nivel será tarea del robot”.

Los ingenieros de fabricación pueden elegir una variedad de productos de software innovadores que facilitan más que nunca el uso de robots para aplicaciones de ensamblaje.

Por ejemplo, Ready Robotics lanzó recientemente la versión 5.3 de Forge/OS. Reúne todo el hardware de una celda de trabajo robótica bajo una única plataforma de programación fácil de usar. De este modo, el sistema operativo hace que la automatización sea accesible para cualquier fabricante y cualquier operador, sin necesidad de tener experiencia.

Forge/OS proporciona una capa de software independiente del hardware que controla robots y hardware de automatización relacionado de marcas líderes a través de un conjunto común de API. Utilizando esas API, Ready Robotics ha creado un conjunto de aplicaciones de bajo código diseñadas para que a quienes no son ingenieros les resulte sencillo programar y administrar células robóticas.

"La fabricación se ha visto frenada durante décadas por los silos de software entre proveedores de robots", afirma Gibbs. “Hemos derribado esas barreras con una interfaz estándar que simplifica la implementación para las empresas y aumenta drásticamente las oportunidades de mercado para la industria de la automatización.

"Para los trabajadores de las fábricas, esa interfaz es una tableta sin código que les permite mejorar sus habilidades para convertirse en programadores de robots en cuestión de semanas", explica Gibbs. "Para los desarrolladores de software, es una API estándar que desbloquea flujos de datos de más de 3 millones de robots compatibles implementados en la actualidad".

Flexxbotics acaba de lanzar FlexxConnect UR, una plataforma de mejora continua que permite a los fabricantes discretos gestionar fácilmente sus robots colaborativos y maximizar el rendimiento.

Proporciona acceso instantáneo a datos e inteligencia contextualizados, lo que permite a los ingenieros optimizar completamente y mejorar continuamente el rendimiento del cobot. La plataforma también brinda instrucciones sencillas paso a paso que permiten una rápida transferencia de propiedad de las células de trabajo cobot a los operadores, mejorando las habilidades de la fuerza laboral existente.

"FlexxConnect permite la transferencia instantánea de inteligencia laboral y datos de robots de forma digital entre la célula de trabajo y los sistemas empresariales administrativos", afirma Bouchard. “La plataforma está revolucionando la forma en que se crean, envían y ejecutan los trabajos. [Ahorra] tiempo a los fabricantes, reduce las tareas de cambio y permite a toda la fuerza laboral hacer más con menos.

"La transformación digital puede ser una tarea abrumadora", señala Bouchard. “Lo dividimos en pasos pragmáticos y digeribles para que los fabricantes puedan probar diferentes enfoques para maximizar sus resultados comerciales.

"El ciclo de vida de un robot se puede dividir en tres categorías distintas: diseño, implementación y operación", explica Bouchard. "FlexxConnect se centra en gran medida en la parte operativa, que es el aspecto más largo del ciclo de vida de un robot".

A principios de este año, Realtime Robotics presentó el software RapidPlan, que simplifica la programación y acelera el tiempo de implementación. Coreografía todos los movimientos del robot y elimina la necesidad de programación de robots específica de la marca.

El modelado de células, la planificación de tareas, la programación y las operaciones se manejan dentro de la misma herramienta de flujo de trabajo. Los movimientos en la simulación y la realidad construida coinciden, lo que acelera drásticamente los procesos de diseño e implementación.

"La optimización de la eficiencia de las operaciones de su fábrica no debería verse obstaculizada por barreras técnicas", afirma Konidaris. “Diseñamos RapidPlan específicamente para ofrecer una simulación precisa de la planificación de tareas del robot, facilitando la programación de modelos y su uso directamente en la fábrica, pero lo hicimos de una manera que simplificó el proceso y facilitó el uso de la tecnología para todo.

"Nuestro software funciona como la inteligencia física básica que los robots deberían tener, pero no la tienen", explica Konidaris. “Permite a los robots generar de forma autónoma su propio movimiento, en lugar de tener que especificar todos y cada uno de los movimientos a mano, a nivel de articulación individual. El programador simplemente le dice al robot dónde debe estar su negocio y nuestro software se encarga del resto. Cada robot genera su propio movimiento de alto rendimiento que nunca choca con el entorno ni con ningún otro robot.

"Esto genera un valor inmenso, porque de repente construir una celda de trabajo de 12 robots es solo una cuestión de especificar objetivos para 12 robots", afirma Konidaris. “La tecnología existente se parece más a la coreografía de un ballet de 12 bailarines en una habitación pequeña y oscura. Nuestro [sistema] hace que el desarrollo sea más rápido y sencillo”.