Los fabricantes de alta mezcla / bajo volumen son un punto ideal para los robots colaborativos

Escrito por Andrew Peterson, NIST.

Los robots colaborativos son cada vez más atractivos para los fabricantes que requieren soluciones flexibles para su creciente combinación de productos, pero es posible que no tengan la escala de trabajo o los recursos de capital necesarios para justificar mayores inversiones en sistemas de automatización.

Estos robots colaborativos, comúnmente denominados "cobots", pueden ejecutar tareas con una programación mínima y adaptarse a las variaciones en la posición y el tamaño de las piezas. Los seres humanos trabajan codo con codo con los cobots para reducir la necesidad de accesorios personalizados que pueden hacer que el trabajo de alta mezcla y bajo volumen (HMLV) sea ineficaz. Los cobots también pueden ir a donde está el trabajo en el taller.

Purdue Manufacturing Extension Partnership ha identificado fabricantes que tienen mucho que ganar con la adopción de cobot. Invertir en robots colaborativos puede tener más sentido para:

• Fabricantes de 50 a 500 empleados con una combinación de productos familiar
• Propietarios que buscan un período de recuperación rápido de las inversiones de capital (p. ej., 6 meses)
• Gerentes que no pueden cubrir turnos, pero pueden reasignar empleados a puestos de mayor valor agregado
• Operadores con trabajos repetitivos o peligrosos

Gracias en parte al trabajo realizado por el programa Measurement Science for Manufacturing Robotics dentro del Laboratorio de Ingeniería (EL) del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), los robots colaborativos son ahora más pequeños, más livianos y más fáciles para los pequeños y medianos fabricantes (SMM). ) para integrar y mejorar la interoperabilidad dentro de las células de trabajo.

Piense en un Cobot como un asistente remoto para un operador de planta

Se ha descubierto que la colaboración humano-robot es un 85 por ciento más productiva que los humanos o los robots que trabajan solos, según una investigación del MIT. El cobot funciona como un asistente del miembro del personal.

La robótica pura requiere cantidades increíbles de programación y sensores para tener en cuenta las muchas variables posibles. Por ejemplo, es mucho más rentable para una persona llevar y presentar piezas a un robot para el subensamblaje o la soldadura que entrenar al robot para que vaya a otra parte de una instalación, con todos los factores de seguridad y ambientales involucrados, para recolectar materiales y hacer el trabajo.

Los cobots, por otro lado, trabajan con software para muchas máquinas y aplicaciones, lo que significa que se pueden volver a implementar rápidamente para agregar flexibilidad a las operaciones. También son ligeros pero fiables. Muchos cobots tienen garantías que dan cuenta de suficientes horas de funcionamiento para funcionar de forma continua durante varios años.

Los tres tipos más comunes de cobots son:

1. Base fija - a menudo un solo brazo que realiza un trabajo repetitivo con piezas y herramientas.
2. Móvil - especialmente útil para tareas de elegir y colocar y cambios rápidos.
3. Wearable - como los exoesqueletos, que permiten al usuario aprovechar los beneficios de ser humano y la fuerza y ​​resistencia de una máquina.

Los robots colaborativos se pueden programar para realizar muchas aplicaciones

Las tareas varían mucho con el trabajo HMLV, lo que crea desafíos para la productividad y la eficiencia general del equipo. Pero el trabajo HMLV a menudo incluye rutinas monótonas que pueden resultar en errores y movimientos repetitivos que pueden causar tensiones y lesiones a los trabajadores.

Entre las muchas aplicaciones para las que se utilizan los robots colaborativos en las tiendas HMLV se encuentran:

• Cuidado de máquinas - Este es el uso más común de los cobots, que reemplaza las tareas repetitivas de recoger y colocar piezas o herramientas.
• Ensamblaje adaptable - La flexibilidad de un cobot le permite colocar un tornillo, apretar un perno, encajar una pieza, aplicar adhesivos y más.
• Inspección de piezas y productos: Los robots no experimentan la fatiga mental que limita las inspecciones humanas, y los robots pueden hacer esta tarea mucho más rápidamente cuando están equipados con múltiples cámaras y / o sensores de alta resolución.
• Soldadura - La flexibilidad de los cobots es evidente con su uso cada vez más común para la soldadura por puntos y la soldadura por arco. Existe una grave escasez de soldadores certificados; Espere que este uso continúe aumentando.
• Embalaje y envío - Las tareas varían desde la aplicación de envoltura retráctil hasta el empaquetado de piezas y la carga de paletas. Los cobots son buenos candidatos para realizar tareas de levantamiento de objetos pesados.

La versatilidad de los cobots es uno de los beneficios más atractivos para el trabajo HMLV. Es como tener un empleado que puede dominar muchas tareas diferentes, a menudo poco atractivas.

Desafíos al implementar robots colaborativos

NIST Labs continúa trabajando en la uniformidad de los cobots, de modo que los sistemas de especificaciones aparentemente idénticas puedan medirse, evaluarse y compararse de manera repetible y significativa.

Elena Messina, líder de grupo en la División de Sistemas Inteligentes de NIST EL, brinda esta información sobre los desafíos para un mayor uso de cobots:

• Los SMM pueden estar al tanto de las tendencias y los beneficios potenciales de la robótica, pero a menudo dudan en invertir sin la certeza de su éxito.
• Incluso con tecnologías disponibles comercialmente, los fabricantes pueden dejar a sus propios recursos para determinar si un robot colaborativo funcionará realmente como se espera. Los SMM pueden carecer de un programador dedicado y la complejidad de la programación varía según los OEM de cobot.
• Es esencial tener un resultado claramente definido para lograr una integración e implementación adecuadas. De lo contrario, la integración puede convertirse en un gasto continuo más de lo previsto.

Los robots colaborativos también tienen limitaciones, que incluyen:

• Suelen funcionar a una velocidad más lenta que la automatización estándar.
• Muchos cobots tienen una capacidad de carga útil y un alcance limitados, aunque hay algunos modelos disponibles para esas áreas.
• Los cobots para algunas aplicaciones peligrosas pueden requerir una infraestructura de seguridad adicional, como escáneres de área o jaulas.

IMEC puede ayudarlo a beneficiarse de los cobots

Los fabricantes pueden beneficiarse de la propuesta de valor robótica tradicional que ofrecen los cobots:realizar tareas repetitivas que liberan a los trabajadores humanos para realizar trabajos más complejos. Además, los cobots pueden generar ahorros significativos en comparación con los sistemas de automatización y posicionar a los fabricantes para la innovación futura.

La robótica colaborativa puede ser una frontera intimidante para los SMM, especialmente para aquellos cuyos primeros esfuerzos con la automatización y las tecnologías digitales no fueron bien. IMEC puede guiarlo a través del proceso de implementación de robots colaborativos y ayudarlo a tomar una decisión informada sobre su inversión.

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