Mesa redonda ejecutiva:Diseño robótico

A medida que las instalaciones de fabricación se vuelven más automatizadas, los robots juegan un papel más importante. Y si bien los robots colaborativos y otros sistemas robóticos pueden ayudar a los trabajadores humanos, aún quedan muchas preguntas por responder sobre el costo, la seguridad y otros factores. Diseño de movimiento planteó algunas de esas preguntas a un panel de líderes de la industria de la robótica.

Nuestro panel ejecutivo está formado por el Dr. Frank Melzer, director de tecnología de Festo SE; Scott Summerville, presidente y director ejecutivo de Mitsubishi Electric Automation; Mark Sadie, vicepresidente de marketing de Omron Automation Americas; Enrico Krog Iversen, director ejecutivo de OnRobot; y Jim Lawton, vicepresidente de gestión de productos y marketing de Universal Robots.

Diseño de movimiento: Los robots colaborativos se desarrollaron originalmente para ayudar a los trabajadores a realizar tareas de ensamblaje; hoy en día, tienen muchas más aplicaciones. Si bien muchos ven a los cobots como asistentes benévolos de los humanos, presentan peligros inherentes. ¿Cómo se han mejorado los cobots y qué aspectos de ellos aún presentan barreras para su pleno potencial?

Dra. Frank Melzer: Los robots colaborativos se desarrollaron originalmente para ayudar a los trabajadores a realizar tareas de ensamblaje; hoy en día, tienen muchas más aplicaciones. Características como la velocidad limitada segura, la limitación de fuerza y ​​la posibilidad de definir espacios de trabajo seguros vienen con casi todos los cobots en la actualidad. ISO/TS 15066 y la necesidad de especificar cada aplicación individual de acuerdo con los aspectos de seguridad son los factores limitantes hasta ahora en términos de barreras para una adopción más amplia de cobots.

Jim Lawton: Los cobots no son solo para tareas de ensamblaje y han demostrado su eficacia en una amplia gama de aplicaciones. Los robots tradicionales tienen una gran huella. Por el contrario, los cobots son de bajo costo, fáciles de implementar, ocupan poco espacio y son seguros para operar cerca de trabajadores humanos. Para que cualquier máquina sea inherentemente segura, significa que no hay riesgo de lesiones en todas las situaciones. esto no existe Incluso un robot diminuto con una carga útil muy pequeña podría sostener una aguja hipodérmica con un veneno o virus mortal, lo que presenta el riesgo de dañar a una persona debido a la aplicación, pero no al robot. Solo la aplicación de un cobot puede juzgarse como segura o no.

Enrico Krog Iversen: Los robots colaborativos han estado mejorando a un ritmo fenomenal, las cargas útiles han aumentado, la repetibilidad ha mejorado y ha surgido un enorme ecosistema de desarrolladores externos de componentes y herramientas para cobots. Todas estas mejoras, incluida la capacidad de manejar cargas útiles más grandes, se lograron sin sacrificar las funciones de seguridad que hacen posible que los cobots se desplieguen muy cerca de los trabajadores humanos.

Scott Summerville: Como todos los robots, los cobots han experimentado mejoras y mejoras desde su introducción. Las barreras para la introducción de cobots pueden incluir su velocidad de operación y repetibilidad. Los cobots necesitan moverse a una velocidad reducida cuando están muy cerca de los humanos y la repetibilidad de muchos cobots tiende a ser menor que la de los robots industriales estándar, lo que también limita su posible uso. Los sistemas con cobots suelen estar diseñados por usuarios de robots sin experiencia. Muchas de las instalaciones de cobots fallidas no se deben a las limitaciones del cobot sino a la inexperiencia del arquitecto del sistema.

Marca Sadie: Actualmente, los robots colaborativos ofrecen seguridad con respecto a la fuerza y ​​la velocidad del propio brazo robótico, lo que permite que los humanos trabajen en armonía con las máquinas que se encuentran muy cerca. Existen oportunidades para que los cobots comprendan la seguridad requerida para la tarea que realiza el brazo y las herramientas que utiliza. Las áreas de mejora incluyen herramientas de extremo de brazo con clasificación de seguridad, como pinzas.

Diseño de movimiento: ¿Cómo ha impactado el Internet industrial de las cosas (IIoT) en cómo pueden ser los robots "inteligentes" y cómo los robots se conectan entre sí y con sus operadores?

Villa de verano: Los robots siempre han sido capaces de comunicarse entre sí, operadores y dispositivos externos, por lo que esta conectividad no es nada nuevo. El IIoT permite que esta comunicación sea más rápida y fácil de configurar; sin embargo, la mayoría de los fabricantes no desean que sus datos se comuniquen a través de Internet. Si la definición de IIoT se trata más de datos, los sistemas host dentro de la fábrica ahora se están programando para usar estos datos para tomar decisiones significativas y alertar a los operadores sobre posibles problemas antes de que la producción se vea afectada. Esta necesidad ha permitido a los fabricantes de robots justificar el costo asociado con el desarrollo de análisis de datos adicionales para aplicaciones como el mantenimiento preventivo.

Sadie: El IIoT ha permitido que los robots amplíen un valor principal que aportan en la automatización flexible. Los robots inteligentes pueden integrarse con los sistemas de piso de la fábrica y los sistemas de TI empresariales, así como con los cambios de pedidos de automatización, cambios de productos, cambios de herramientas y configuraciones de productos. La visión robótica integrada también ha ampliado esta capacidad al hacer que el robot sea más inteligente con el fin de mantener la ubicación precisa de las máquinas, las herramientas y las piezas, ya que pueden moverse de un trabajo a otro.

Melzer: Los robots conectados son quizás el desarrollo más relevante para superar las limitaciones que plantean las especificaciones de la norma ISO/TS 15066. Los dispositivos portátiles conectados, por ejemplo, pueden ayudar a intercambiar información entre cobots y operadores; Los dispositivos portátiles pueden detectar la intención del próximo movimiento del operador de manera más conveniente y tal vez con la misma o mayor precisión que cualquier escáner láser externo o sistema de cámara.

Lawton: El IIoT aporta niveles de granularidad sin precedentes a las implementaciones de automatización, lo que permite a los usuarios obtener información detallada sobre el rendimiento de sus robots. Por ejemplo, los dispositivos de borde de monitoreo remoto le permiten monitorear y programar sus cobots de forma remota, lo cual es especialmente valioso dada la aparición de COVID-19 y la oleada de directivas de trabajo desde el hogar, regulaciones de distanciamiento social y problemas de ausentismo que han seguido.

Diseño de movimiento: ¿Ha llegado el costo a un punto en el que la robótica puede ser utilizada por más pequeños y medianos fabricantes?

Melzer: La robótica tradicional ha sido apoyada principalmente por la industria automotriz, por lo que el desempeño de estos dispositivos se adaptó a las necesidades de los fabricantes de transporte. Al imaginar una robótica más pequeña y liviana, los diseñadores se dieron cuenta de que los cobots podrían usarse para millones de tareas de ensamblaje que ahora llevan a cabo los humanos. Las ventas de cobots para ensamblaje redujeron los costos de estos robots a un nivel en el que los pequeños y medianos fabricantes comenzaron a aplicarlos. Además de la reducción de costos, la facilidad de uso impulsa la adopción de cobots para pequeñas y medianas empresas.

Sadie: El costo ha llegado absolutamente a un punto en el que las pequeñas y medianas empresas pueden y deben invertir. En el pasado, la típica celda de automatización robótica de alta velocidad podía costar fácilmente en rangos de seis cifras y más. Actualmente, las celdas de automatización robótica colaborativa suelen costar mucho menos, lo que ofrece un gran retorno de la inversión para el usuario. Los robots móviles colaborativos se pueden mover a diferentes aplicaciones y trabajos según sea necesario dentro de la fábrica, lo que aumenta su valor en la fabricación flexible.

Villa de verano: Sí, el costo de comprar un robot se redujo a medida que aumentaron las capacidades de los robots y el volumen de la unidad. Esto ha tenido un impacto positivo en los cálculos de ROI. Los robots también son más duraderos que en cualquier momento del pasado, lo que impacta aún más en el ROI de manera positiva. Los cobots suelen tener entornos de programación basados ​​en iconos que son muy fáciles de entender para los nuevos usuarios, lo que da como resultado tiempos de construcción más cortos y una reprogramación más rápida en caso de que el cobot se mueva a un área diferente del proceso de fabricación. Además, se necesita menos equipo de seguridad con los cobots, lo que reduce el costo y la complejidad de la celda de trabajo (como cercas, cortinas de luz y dispositivos similares).

Lawton: Además de ofrecer un bajo costo de entrada, los robots colaborativos son fáciles de programar, incluso por personas con poca o ninguna experiencia previa en robótica. Esto reduce aún más los costos de adopción de cobots, porque elimina la necesidad de traer expertos en robots cada vez que necesite reprogramar su cobot.

Iversen: Nunca ha sido más fácil para los pequeños y medianos fabricantes adoptar la automatización de forma rápida y económica. Un informe reciente de la Federación Internacional de Robótica reveló que las instalaciones de cobots crecieron un 11 % en 2019. Creemos que el bajo costo de entrada y la facilidad de uso son dos factores que impulsan este sorprendente crecimiento.

Diseño de movimiento: Ha habido una serie de avances en los efectores finales, proporcionando a los robots una mayor destreza y flexibilidad; sin embargo, muchas herramientas de agarre y agarre aún no tienen conectividad universal. ¿Qué se debe hacer para garantizar que cualquier efector final pueda conectarse a cualquier robot?

Iversen: Asegurarse de que "cualquier efector final pueda conectarse a cualquier robot" es una gran pregunta, especialmente cuando se considera que nuevos robots y efectores finales salen al mercado cada año, algunos de los cuales inevitablemente estarán bloqueados en software, hardware y comunicación patentados. interfaces.

Sadie: Al igual que en otros productos de automatización, la tecnología de efectores finales deberá avanzar para admitir redes de automatización y proporcionar un archivo que se cargue en el controlador del robot para controles de interfaz universal. Hoy en día, muchos productos de efectores finales tienen controladores de cliente e integración de software en robots específicos. Estos tienen ventajas especiales que no queremos perder en la búsqueda de la conectividad universal.

Melzer: El mayor éxito de los cobots depende principalmente de la flexibilidad de las herramientas de final de brazo (EOAT); esto debe ser una prioridad de los comités de normalización nacionales e internacionales. No hay duda:dirigirse a una interfaz EOAT estandarizada es una perspectiva seductora. Pero una interfaz universal debe adaptarse a más de unas pocas funciones de agarre. Es esta complejidad la que hace que la estandarización sea un objetivo ambicioso y difícil de lograr.

Villa de verano: La falta de interfaces mecánicas y de control comunes siempre ha frenado la implementación de robots y ha aumentado el costo de las soluciones totales. No veo a los fabricantes de robots acordando un conjunto común de interfaces en el corto plazo; sin embargo, los fabricantes de robots obviamente están interesados ​​en que tantas empresas de interfaces mecánicas adapten productos a sus robots. Es probable que este sea el camino en el futuro previsible en lo que respecta a la compatibilidad.

Lawton: Debido a la enorme variedad de robots, efectores finales y las diferentes interfaces de hardware y software que utilizan las diferentes marcas, es poco probable que alguna vez tengamos una situación en la que "cualquier efector final pueda conectarse a cualquier robot", al menos a corto plazo. .

Diseño de movimiento: Con COVID-19, los robots móviles autónomos (AMR) se han vuelto útiles en entornos hospitalarios y para la entrega de alimentos, proporcionando una forma de transportar artículos con distanciamiento social. ¿Qué otras aplicaciones ve para los robots móviles en un futuro próximo?

Sadie: Es emocionante ver las soluciones creativas que requiere un entorno post-COVID. Las posibilidades son infinitas para futuras aplicaciones y la combinación de la tecnología móvil autónoma con robots colaborativos aumenta aún más el potencial en muchos mercados, incluidos los de fabricación, seguridad, hospitalidad, logística y aplicaciones comerciales.

Villa de verano: A medida que aumentaron las capacidades de los AMR, los sistemas que integran robots y AMR se están volviendo poco a poco más rentables y más fáciles de implementar. El uso de robots fijos también ha aumentado debido a la pandemia, específicamente para los trabajadores, ensambladores, empacadores e inspectores que mantienen la distancia social en las instalaciones de fabricación, particularmente en la industria alimentaria, así como en la electrónica, los dispositivos médicos y la fabricación en general.

Melzer: La robótica de servicios es definitivamente un campo donde las experiencias de la pandemia han estimulado la conciencia de que se necesitan nuevas capacidades de cobots y serán bien recibidas por una serie de aplicaciones. El cuidado personal, la intralogística y el almacenamiento se destacan por su necesidad de AMR.

Lawton: COVID-19 ha creado un gran interés en la automatización en general, pero esto es especialmente cierto en el caso de los robots colaborativos y las plataformas de robots móviles. Cuando estas plataformas se combinan para crear un cobot móvil, las aplicaciones potenciales de ambas tecnologías aumentan exponencialmente. Hemos visto cobots móviles implementados para aplicaciones de desinfección en hospitales e incluso para aplicaciones de prueba de COVID-19.

Para obtener más información

Festo

Automatización eléctrica de Mitsubishi

Omron Automation Américas

OnRobot

Robots Universales