Job Shop Automatiza usando Cobot Arm

La automatización de la atención de máquinas se está volviendo cada vez más común en los talleres de trabajo de los Estados Unidos, adoptando una variedad de formas, desde simples hasta complejas. Para muchos de estos talleres, el sistema de automatización puede ser cada vez más algo que no ocupa mucho espacio en el piso de producción, no requiere una integración a gran escala y tiene la flexibilidad para ser reutilizado fácilmente para trabajos futuros. BIC Precision Machine Co. Inc. es un ejemplo:la automatización aquí tomó la forma de un brazo cobot.

En febrero pasado, el taller de trabajo con sede en Blancchester, Ohio, decidió automatizar un trabajo de contrato repetido que requería mucha mano de obra. En el pasado, un empleado cargaba y descargaba piezas de dos tornos Doosan que estaban situados perpendicularmente entre sí, produciendo núcleos de hierro y silicio que se usaban en dispositivos de seguridad ferroviarios. El tiempo de ciclo rápido dejó a los empleados esencialmente dando vueltas todo el día mientras atendían las máquinas.

Para aliviar la carga física de este trabajo, el taller primero modificó las puertas de la máquina para que se abrieran automáticamente, luego instaló un pedal y un botón de palma para abrir y cerrar el mandril, pero la naturaleza repetitiva del trabajo seguía siendo difícil para los empleados. Para empeorar las cosas, el taller se enfrentaba a problemas de calidad a medida que cambiaba a los empleados dentro y fuera de ese puesto en asignaciones de una semana.

“Estábamos ejecutando dos turnos en estas partes durante todo el día y recibíamos quejas”, dice el capataz Shawn Allen. "Los empleados odiaban la carga y descarga de las dos máquinas".

Armado con automatización

Para resolver este problema, B.I.C. invirtió en el brazo robótico colaborativo OB7 de Productive Robotics, que fue suministrado por Absolute Machine Tools. El OB7 es un cobot independiente de siete ejes que tiene un alcance de 1000 mm y puede acomodar una carga útil de 11 libras con una repetibilidad de ±0,1 mm.

La capacidad del brazo cobot para trabajar de forma segura junto a los empleados de B.I.C. sin necesidad de cercas de seguridad era muy importante para la empresa porque no quería que la automatización reemplazara un trabajo humano. En lugar de que los empleados pasen la semana realizando tareas repetitivas de carga y descarga, ahora tienen la libertad de preparar piezas para el brazo del cobot y hacer también trabajos más interesantes, como controles de calidad en las piezas con tolerancias estrictas.

Para integrar el robot en la celda del torno, Absolute trabajó con B.I.C. para colocar las máquinas paralelas entre sí para que el brazo del cobot pudiera situarse entre las máquinas. Usando una pinza neumática personalizada diseñada por Absolute, el cobot descarga el núcleo del primer torno y lo coloca en la estación de preparación especializada inferior ubicada cerca de la puerta del segundo torno. Luego, el brazo del cobot regresa al primer torno y agarra y carga un núcleo sin mecanizar que espera en la estación de preparación única del torno. El brazo del cobot regresa al torno dos, donde la pinza retira la pieza completa y la coloca en la estación de preparación superior antes de cargar la máquina con el núcleo esperando en la estación inferior. Finalmente, el brazo del cobot toma la pieza terminada de la estación de preparación superior y la coloca en una bandeja de núcleos terminados. Este proceso permite que el brazo del cobot acceda a hasta 20 núcleos en un solo proceso, que se ejecuta durante aproximadamente media hora antes de que se necesite un empleado para organizar nuevos núcleos para tornear y mover los núcleos completos a una operación de fresado final.

Mientras que B.I.C. está satisfecho con el resultado final de la integración del cobot, la instalación inicial requirió un poco de esfuerzo. El primer desafío fue agarrar constantemente la parte. Dado que el núcleo de hierro y silicio comienza como una pieza forjada, las piezas tienen formas inconsistentes. Para remediar esto, Absolute ideó una pinza neumática personalizada para reemplazar la pinza electrónica original del brazo cobot. El segundo desafío fue la gran cantidad de ubicaciones (10 en total) que el taller necesitaba para enseñar el brazo del cobot para realizar las acciones descritas anteriormente. Afortunadamente, el OB7 no está programado como los robots tradicionales. En su lugar, la programación utiliza una tableta Samsung que ejecuta una aplicación en modo de aprendizaje que rastrea e imita la trayectoria del brazo del cobot.

Burns dice que llegar a la programación y la pinza correctas tomó tiempo, incluso la automatización "fácil" como un cobot no fue un éxito inmediato. Sin embargo, evitar la fatiga por repetición y cumplir con los estrictos requisitos de tolerancia han hecho que la automatización valga la pena, dice.