Robot similar a un humano automatiza operaciones secundarias de mecanizado

Este video es una descripción general de Swiss Productions y la implementación del robot que permitió el mecanizado sin iluminación para la empresa. (Crédito del video:Swiss Productions Inc.)

El escenario de producción ideal para un taller es que una pieza de equipo mecanice piezas completas. Swiss Productions Inc. de Ventura, California, tiene tecnología de mecanizado capaz de hacer eso. Sin embargo, para algunos trabajos, las piezas que se mecanizan primero en un centro de torneado CNC requieren un trabajo de mecanizado secundario en una fresadora, y con eso surge la necesidad de que un operador atienda esas máquinas de segunda operación. Típicamente.

Sin embargo, Swiss Productions ha agregado recientemente dos robots colaborativos (cobots) para atender un par de sus molinos CNC compactos de segunda operación. La nueva automatización permite que las máquinas funcionen sin supervisión durante largos períodos de tiempo durante el día e incluso que se apaguen las luces durante ocho horas por la noche, lo que le otorga a la empresa 64 horas de mecanizado desatendido durante la noche cada semana laboral de cuatro días.

Además, los cobots ofrecen ventajas en el sentido de que pueden trabajar de forma segura junto a los humanos sin las vallas que normalmente se requieren para los robots industriales, son intuitivos de programar y, a menudo, se pueden volver a implementar fácilmente en otros equipos, según sea necesario.

Dicho esto, los robots que Swiss Productions Inc. ha integrado ofrecen todos esos beneficios más uno. Es decir, un séptimo eje que, en comparación con los robots convencionales de seis ejes, proporciona una flexibilidad adicional más parecida al movimiento del brazo humano para sortear obstrucciones, como puertas de máquinas herramienta, y operar en espacios reducidos. De hecho, los dos robots del taller incluso cierran las puertas de las máquinas y activan el inicio del ciclo por sí solos, lo que permite a las personas que antes se ocupaban de las máquinas realizar tareas más valiosas que simplemente cargar y descargar las máquinas.

Con los sensores de seguridad del OB7, el robot puede trabaje a altas velocidades cuando no haya personas en las proximidades inmediatas y luego reduzca la velocidad a velocidades seguras para los humanos o pare cuando haya personas cerca. (Créditos de las fotos:Swiss Productions Inc.)

Automatización con Brazo

Comenzando con solo 12 máquinas de tornillo en 1982, el crecimiento de Swiss Productions es impresionante, ya que ahora alberga más de 50 máquinas de tornillo, 30 máquinas de operación secundaria y 10 estaciones de inspección de video. Las capacidades del taller de máquinas de precisión incluyen el mecanizado de piezas con diámetros desde 0,019 pulgadas hasta 2,5 pulgadas de diámetro. Como operación de gran volumen, produce más de 2 millones de piezas por mes para las industrias médica, electrónica, aeroespacial, automotriz y de irrigación, así como para el gobierno.

Con más de 50 máquinas de tornillo, 30 secundarias máquinas de operación y 10 estaciones de inspección por video, las capacidades del taller de máquinas de precisión incluyen el mecanizado de piezas con diámetros desde 0,019 pulgadas hasta 2,5 pulgadas de diámetro.

Swiss Productions descubrió que atender manualmente sus fresadoras de segunda operación se estaba convirtiendo en un cuello de botella, lo que le impedía cumplir con las demandas de los clientes. En 2018, Timo Lunceford, vicepresidente/gerente general, y su tío, el vicepresidente senior de Swiss Productions Richard Petrash, identificaron un puñado de diferentes modelos potenciales de robots para el cuidado de máquinas mientras investigaban las posibilidades de automatización para los dos Haas VF2 de segunda operación de la compañía. Mini Molinos.

“Nos decidimos por Productive Robotics porque eran locales y ofrecían un robot fácil de usar con una configuración rápida”, dice Lunceford. "Probamos cuatro robots y seguimos regresando al OB7".

La apreciación de Lunceford por este robot se basa en su diseño y facilidad de uso. Para configurar inicialmente el robot, se desplaza fácilmente a una máquina y se bloquea en su lugar con ruedas integradas y patas niveladoras. Luego, en lugar de programar con código, un operador le “enseña” al robot su movimiento requerido, lo que toma de 15 a 40 minutos, dependiendo de la complejidad de la pieza. El operador agarra el mango del robot (al final del brazo). El robot está flotando y suelto en ese punto y, por lo tanto, se puede mover fácilmente. Si el operador desea que el robot recoja piezas de una placa, por ejemplo, lo acercará a la pieza y luego presionará un botón en el mango que cierra la pinza en la pieza. De esta forma, el robot sabe que la intención es recoger esa pieza. A continuación, el operador mueve el robot, pieza en mano, donde quiere que vaya. Una vez que está en la posición en la que debe estar, el operador presiona otro botón que abre la pinza para soltar la pieza.

En comparación con los robots tradicionales de seis ejes, el séptimo eje del OB7 brinda flexibilidad adicional para sortear obstrucciones y operar en lugares de trabajo confinados. Según Bogart, el séptimo eje es lo que hace que el robot se mueva como un brazo humano, lo que lo designa como único en el mercado de robots.

Los operadores de Swiss Productions le han enseñado al robot a llegar a los Mini Mills en los que están trabajando, agarrar piezas completas y moverse lateralmente con ellas. Luego, soplan las pinzas que se utilizan para sujetar las piezas. Sus radios de giro rápido les permiten cerrar la puerta de la máquina, verificar que la puerta esté bien cerrada y luego girar para presionar el botón de inicio del ciclo que está a 180 grados de la ubicación anterior.

Zac Bogart, presidente de Productive Robotics, dice que su empresa quería apuntar a operadores que no saben nada sobre programación de robots. "Observamos el desarrollo del OB7 como 'si una persona puede decirle a otra persona cómo hacer el trabajo, ¿no debería una persona poder decirle a un robot cómo hacer el trabajo de la misma manera posible? ?'”, dice Bogart.

Productive Robotics también intenta hacer que su robot funcione como un cerebro humano tanto como sea posible. “Cuando construimos nuestros robots, pasan por un proceso en el que cada una de las siete articulaciones del robot aprende sobre sí mismo”, dice Bogart. Él explica que el robot aprende sobre sus detalles internos, incluidos engranajes, cojinetes y motores, para que pueda moverse con precisión y sin problemas. Este proceso tarda entre 15 y 20 minutos por cada articulación.

Desde que Productive Robotics y Swiss Productions han estado trabajando juntos, su relación se ha vuelto más estrecha. Lunceford dice que permite que Productive Robotics use su taller como plataforma de lanzamiento, aceptando entrevistas con otras empresas que buscan invertir en un OB7. Las empresas visitan Swiss Productions para ver por sí mismas cómo el robot se ha integrado en las capacidades de la tienda.

“La relación comercial/laboral con Productive Robotics combinada con su servicio puntual ha sido de primera”, explica Lunceford. “Todo lo que le hemos pedido, necesitado o sugerido, la empresa lo ha implementado.”

Liberar humanos para tareas críticas

Aunque la mayoría de los humanos son retirados de una operación cuando los robots entran en ella, esos humanos quedan libres para realizar tareas en las que se necesita su inteligencia, que los robots no poseen.

“La gente tiende a considerar que los robots reemplazan a los humanos”, dice Lunceford. Pero no lo son. Están eliminando tareas tediosas y manuales del día a día que, en cambio, pueden ser realizadas por un robot y luego esa persona puede hacer cosas que el robot no puede hacer. El robot no puede pensar ni diseñar. Solo pueden hacer movimientos de entrada y salida y pulsar un botón”.

Lunceford y su equipo en Swiss Productions han experimentado esto por

Swiss Productions Inc. posee dos OB7 que ejecutan en sus minifresadoras Haas VF2. Un Mini Mill ejecuta un pedido de 6000 piezas mientras que el otro ejecuta un pedido de 2400 piezas. El taller suele mecanizar sus propias pinzas para los robots. Mecanizado de producción aprendió sobre el OB7 en una jornada de puertas abiertas de Absolute Machine Tools. La empresa distribuye y da servicio al robot y actualmente es uno de los únicos integradores OB7 autorizados para centros de mecanizado CNC.

mismos después de implementar sus robots OB7. La automatización ayudó a aumentar la capacidad de la máquina en el taller sin tener que contratar ni despedir a nadie. Cuando compró su primer robot, la empresa solo tenía cuatro máquinas en su departamento de herramientas. Ahora tiene 10 y dos de ellos están funcionando con los robots.

Estos operadores ahora manejan tornos mientras también mantienen las estaciones de los OB7 e inspeccionan las piezas. Se asigna un operador a cada uno de los dos robots y es responsable de retirar las piezas terminadas de la mesa del robot cada dos horas e inspeccionarlas mientras el robot continúa realizando su tarea de carga. Con estos robots, los operadores pueden realizar tres tareas en lugar de una, lo que los hace mucho más eficientes.

Aunque el robot no está cercado, es seguro para los humanos estar cerca del robot. Por lo tanto, no hay razón para hacer que el robot detenga la producción. “A diferencia de los robots industriales que carecen de la detección de fuerza requerida para permitirles operar de manera segura entre las personas, los robots colaborativos tienen la detección de fuerza necesaria para permitir que el robot se detenga cuando choca contra un objeto o una persona”, dice Bogart. “OB7 es seguro porque puede detectar si choca con algo inesperado. Si choca con algo, se detiene automáticamente”.

Otros activos de automatización

Swiss Productions hizo un buen uso de su inversión en automatización al integrar el mecanizado sin luces para sus máquinas de segunda operación, lo que ha aumentado significativamente el tiempo de entrega del taller. Un tamaño de lote típico para las Mini Mills del taller que atienden los robots consiste en un pedido de 6000 piezas en una de las máquinas y un pedido de 2400 piezas en la otra máquina. “Si tuviera a una persona a cargo del pedido de 2400 piezas, probablemente nos llevaría ocho semanas completar ese trabajo”, explica Lunceford. "Hemos reducido ese tiempo a la mitad porque ahora podemos apagar las luces de la máquina con el robot".

No tener que programar robots es otro ahorro de tiempo. Debido a que los OB7 solo tardan de 15 a 20 minutos en configurarse para una pieza simple, cada configuración ahorra ese tiempo, según Lunceford. “Entonces, digamos que haces de 30 a 40 configuraciones al año, es una cantidad increíble de tiempo que estás ahorrando”, dice.

También comenta sobre el sencillo sistema plug-and-play que ofrece el robot y dice que no tener que marcar números en los CNC de las máquinas es un ahorro de tiempo adicional.

Aquí hay un vistazo a los dos OB7 que se están ejecutando en Swiss Productions. (Crédito del video:Swiss Productions Inc.)

Robots después de la reubicación

Debido a que Swiss Productions ha tenido un gran éxito al implementar sus dos robots OB7, planea comprar más después de mudarse a una instalación más grande en Liberty Lake, Washington, en el otoño de 2022.

Lunceford explica que no todos los 37 empleados de la empresa se están mudando con la empresa. De hecho, solo 14 planean mudarse con él. Aunque dice que la empresa probablemente contratará a 10 personas, el taller deberá ser innovador e integrar más robots. Dice que las Mini Mills de Haas estarán una frente a la otra en la nueva ubicación, por lo que planea comprar robots que puedan operar dos máquinas simultáneamente.

Mientras tanto, Productive Robotics continuará avanzando en su tecnología para desarrollar robots que sean más fáciles y rápidos de implementar para los usuarios al hacerlos más inteligentes. Bogart dice que la industria exige tecnología más inteligente en general, no solo para robots.

También insinúa una tendencia que adopta la idea de que un tercero cree accesorios para trabajos específicos, como soldadura o inspección, en un robot genérico.

Robótica Productiva | 805-244-9300 | robóticaproductiva.com

Producciones suizas Inc. | 805-654-8525 | swissproductions.com

Séptimo eje de OB7 y una impresora digital

Con un enfoque en el diseño de sus robots para que se adapten mejor a la mayoría de los trabajos, Productive Robotics creó el OB7 con un séptimo eje o una séptima articulación. Este séptimo eje es la característica que permite que el robot rodee las obstrucciones, como lo hace un brazo humano. Sin el séptimo eje, este movimiento es imposible, según Zac Bogart, presidente de Productive Robotics.

“El séptimo eje es el movimiento que usas si estás luchando con los brazos, usando el movimiento de la parte superior del brazo”, explica Bogart. “Ese es el movimiento que le da a los talleres mecánicos la flexibilidad de colocar el robot en un lugar que no sea justo en el medio del área de trabajo, por lo que es mucho más fácil de usar”.

Aunque el OB7 de Productive Robotics es relativamente nuevo en el mercado, la tecnología ha estado evolucionando desde la década de 1980 cuando Bogart desarrolló robots en el negocio de efectos especiales de películas. Este trabajo le permitió diseñar sistemas de cámara controlados robóticamente que los operadores de cámara podían programar por su cuenta. Esto significaba, para él, que necesitaba crear un sistema que no requiriera programación, lo cual hizo.

“En aquellos días, lo hacías volar con joysticks como un modelo de avión”, explica. “Luego, la computadora aprendería todos estos movimientos y luego podría recrear los movimientos en la película”.

Hace unos ocho años, Bogart inició una nueva empresa que se enfocaba únicamente en robots; así nació Productive Robotics, y luego llegó lo que ahora se llama OB7 en 2017. Esta vez, sin embargo, Bogart reconoció que las computadoras se han vuelto más sofisticadas, lo que permite una creación de robots menos desafiante y más gratificante.

La comprensión de Bogart de la tecnología robótica proviene de la tecnología similar que aprendió en la otra empresa de su propiedad que fabrica sistemas de impresión digital de alta gama. Según él, aunque no parezcan similares, las impresoras digitales están diseñadas para controlar muchos elementos con una computadora, al igual que los robots.

"La tecnología ha evolucionado hasta el final, y ese es el hilo conductor", explica.