El taller duplica la capacidad de producción con el cuidado robótico de máquinas

En un momento en que la preocupación por los robots que reemplazan el trabajo humano es común, es menos común escuchar historias sobre empleados de tiendas que abogan por robots ante sus gerentes. Esa es la historia de Fusion OEM. Un esfuerzo liderado por los empleados dio como resultado la adopción de múltiples Universal Robots con efectores finales de Robotiq, lo que redujo los costos laborales.

Siempre en busca de inspiración de sus pares en la industria, el maquinista principal de Fusion, Davin Erickson, había estado siguiendo los canales de mecanizado CNC en Instagram y YouTube durante años. Quedó impresionado cuando vio por primera vez un robot operando una máquina sin jaulas. Dadas las dificultades del taller para encontrar y contratar nuevos empleados, así como sus experiencias pasadas con robots industriales voluminosos, el interés del Sr. Erickson siguió despertado.

Las pinzas adaptables Dual-Hand-E de Robotiq mueven piezas mecanizadas de un tornillo de banco a otro en una de las 14 máquinas CNC de Fusion OEM.

“Entonces comenzamos a ver estos robots colaborativos en todas partes en las redes sociales y en las ferias comerciales”, recuerda. “Tratamos de convencer a nuestro director ejecutivo de que esto sería excelente para nuestra fábrica. Fueron necesarios algunos intentos, pero como era muy difícil encontrar buena ayuda humana por aquí, finalmente le dimos la bienvenida a nuestro primer robot en el verano de 2018”.

Automatización de las operaciones de mantenimiento de máquinas

Empoderar a su gente es lo que hizo que el CEO Craig Zoberis decidiera seguir adelante con Universal Robots y Robotiq como socios para el proyecto de robótica colaborativa del taller. El Sr. Zoberis recuerda haber leído "Lean Robotics", un libro del CEO y cofundador de Robotiq, Samuel Bouchard. Describe uno de los argumentos del libro:que los robots ayudan a desarrollar el potencial laboral humano. "En lugar de que nuestro personal cargue y descargue máquinas cada 10 minutos, pueden concentrarse en la programación de máquinas y cualquier otra tarea de valor agregado", dice.

Se implementaron cuatro robots en Fusion OEM en menos de un año. La aplicación automatizada se ejecuta de la siguiente manera:

1. Un brazo robótico UR5e o UR10e utiliza la pinza adaptativa Hand-E de Robotiq (configuración simple o doble) para recoger una pieza presentada en un sistema de anidamiento personalizado.
2. La pinza abre la puerta e inserta la pieza en el sistema de sujeción utilizando el software Force Copilot de Robotiq.
3. Luego, el robot cierra la puerta y envía una señal a la máquina para iniciar el ciclo.

Un UR10e de Universal Robots cierra la puerta de un centro de mecanizado.

La pinza adaptativa Hand-E está diseñada para la inserción precisa de piezas con puntas de dedos personalizables. "Podemos conectar las pinzas directamente a la muñeca del robot, obtener retroalimentación sobre la posición y la fuerza, y saber si hay una parte donde debería haber una y si es la parte correcta", dice el gerente de I + D, Stephen Milchuck, que solo necesitaba unos minutos para comenzar a operar el Hand-E con su interfaz de software cuando lo probó por primera vez.

Fusion OEM personalizó una de las puntas de los dedos de sus dos pinzas y las montó en los controles deslizantes personalizados de las puntas de los dedos de Hand-E en solo unos minutos.

Insertar una pieza en un mandril de máquina requiere muchos pasos de programación, especialmente cuando se usa el control de fuerza del robot para una mejor precisión y repetibilidad. “El programa se estaba volviendo bastante grande porque intentábamos que el robot realizara todos los movimientos a través de diferentes ejes para colocar la pieza”, recuerda Jacob Miller, gerente de ingeniería de Fusion OEM. "Luego, al agregar una o dos líneas de código a través de Force Copilot, permitimos que el software genere todo el posicionamiento de la pieza de una manera mucho más rápida y sencilla".

Los números no mienten

Esta nueva aplicación demostró rápidamente su valor. El director de operaciones, Ken Chess, comenzó a recopilar datos sobre el pedido recurrente más frecuente de la empresa. “A menudo hacemos lotes de alrededor de 500 piezas para este cliente. Antes de que llegaran los robots, la entrega tardaría casi seis días. Pero ahora, con los cobots funcionando durante la noche, se necesitan tres días y nuestra tasa de defectos se ha reducido, ya que los robots cometen menos errores que incluso los mejores maquinistas”, dice.

Fusion OEM confía en el software de monitoreo Insights de Robotiq para enviar alertas a los teléfonos y correos electrónicos de los empleados si la producción se detiene por algún motivo. Si un empleado está fuera del sitio, puede iniciar sesión de forma remota para resolver el problema. “También recibimos señales predictivas que nos indican cuándo un suministro de piezas sin procesar está casi vacío”, dice el Sr. Chess. “Con todas estas herramientas que nos ayudan a maximizar el tiempo de ejecución, obtenemos un margen mucho mejor en el trabajo”. Con los datos de Insights, concluye que ejecutar un trabajo en una máquina determinada con un robot universal es cuatro veces más económico que hacerlo manualmente.

El sistema de anidamiento de piezas personalizadas de Fusion OEM se encuentra junto a un Universal Robots UR10e con una sola pinza Robotiq Hand-E.

Mientras tanto, el maquinista Brian Wroblesky dice que puede dedicar más tiempo a la programación de máquinas sin tener que cargarlas. “Hay más consistencia en la carga y descarga de las piezas. Ha eliminado parte del error humano”, dice.

Cómo han reaccionado los trabajadores humanos a los trabajadores robóticos

La facilidad de uso es otra gran ventaja para los empleados de Fusion OEM. El supervisor de producción Chris Wenzel había visto muchos robots industriales antes y quedó impresionado con la oferta de Robotiq/Universal Robots:“La programación, la interfaz:todo es más fácil. Ahora hablamos de cada programa en términos de minutos, en lugar de horas”.

Con respecto a la moral, los humanos y los robots en Fusion se llevan bastante bien. Para la maquinista Jenny Kim, estos robots se han vuelto tan normales como cualquier otro equipo:“Los llamo 'brobots' porque son como tus hermanos. Hay que tratar a las máquinas con amabilidad. Respétalos y ellos te respetarán a ti”.

El trabajo está lejos de terminar para el equipo OEM de Fusion. El objetivo del taller para principios de 2020 es tener un robot que atienda las 14 máquinas CNC de Haas. El Sr. Zoberis confía en la metodología de robótica ajustada para estandarizar su proyecto de robótica y escalar más rápido. “Ojalá hubiera leído ‘Lean Robotics’ más temprano. Me habría ahorrado mucho tiempo y dinero gastado en diseño. Desde entonces, hemos aprendido a comenzar de manera simple, obtener pequeñas ganancias y dejar de complicar demasiado las cosas”.

Dentro del próximo año, la empresa espera duplicar la capacidad de producción, aumentar el tiempo de actividad de la máquina y, sobre todo, continuar maximizando el potencial humano.