Cobots de seis ejes que actúan como embajadores de la automatización

Los robots con potencia y fuerza limitadas pueden ser más fáciles de implementar, gracias en parte a los nuevos controladores

¿Han alcanzado los robots colaborativos de seis ejes un punto de inflexión en el establecimiento de su nicho en la fabricación? ¿Y podrían estar abriendo puertas para que los fabricantes adopten la automatización en general?

“Definitivamente estamos viendo una tendencia creciente hacia la aplicación de robots colaborativos”, o cobots, dijo Claude Dinsmoor, gerente general del segmento de industria general y automotriz de Fanuc America. “Los robots con potencia y fuerza limitadas en algunos casos pueden ser más fáciles de implementar y, de repente, animan a las personas a mirar todas las áreas de la automatización. Para algunos clientes, es algo así como una puerta de entrada”.

Puerta de enlace o no, los robots colaborativos son sin duda el foco de la innovación.

La empresa suiza Stäubli Robotics presentó recientemente nuevas colaboraciones de seis ejes. Las empresas que ya están establecidas en el sector colaborativo de seis ejes, como Fanuc, ABB y Denso, están mejorando los controladores y el software de monitoreo de robots. Y los clientes de Universal Robots están encontrando formas innovadoras de utilizar los robots colaborativos de seis ejes de la empresa.

Stäubli ofreció nuevos brazos robóticos recientemente, con la línea TX2 de robots de seis ejes preparados para la colaboración. La empresa también montó uno de sus robots TX2 en un vehículo guiado automático y lo denominó HelMo.

“El TX2 es nuestra nueva generación, funciona con nuestro controlador CS9 (de seguridad)”, dijo Sebastien Schmitt, gerente de la división de robótica de Stäubli North America. "Es nuestra respuesta al entorno colaborativo".

Destacó la flexibilidad de la línea TX2, que se puede implementar en una celda vigilada o trabajar de forma segura junto a humanos adaptando su velocidad al entorno operativo.

“No tiene que tomar una decisión y decir:'¿Usaré la colaboración en mi fabricación o usaré un robot cercado? Todavía no estoy tan seguro’. ¿Necesitaré la producción a toda velocidad, lo que dificulta la colaboración, o tendré que interactuar a menudo con mi robot? dijo Schmitt.

Muchos de los clientes de Stäubli son proveedores automotrices, pero los robots de la compañía también se utilizan en la industria de las ciencias de la vida, donde Lab 4.0, similar a Industry 4.0, se está imponiendo. La línea TX2 incluye robots de carga útil media y baja, que van de 0,5 a 34 kg (1,1 a 75 lb), y se puede adaptar para trabajar en entornos sensibles, como áreas húmedas y salas limpias.

HelMo es un TX2-90L de carga útil media en un AGV y funciona a través de un sistema de navegación intuitivo con escáner láser. Los escáneres láser brindan retroalimentación acústica y óptica e inician una parada en caso de que haya un ser humano u obstáculo cerca.

HelMo se implementa para cargar y descargar máquinas, empaquetar y ensamblar, dijo Schmitt.

Hacer uso de una cerca virtual

El nuevo controlador RC8A de Denso hace que sea más seguro para los humanos trabajar alrededor de sus robots al crear una cerca virtual. Una nueva característica, Safety Motion, se suma a las características y funciones ya disponibles en el RC8.

Safety Motion utiliza dos sensores ópticos, uno en la parte superior y otro en la parte inferior de una celda, que le permiten al controlador saber que un humano se acerca al robot. Cuando eso sucede, el controlador reduce la velocidad del robot gradualmente, hasta un nivel seguro, dependiendo de la distancia del ser humano. Cuando la persona llega a la zona más cercana, el robot reduce el par de su motor para detenerse o reducir la velocidad lo suficiente como para permitir que un operador interactúe con él. Cuando el operador se aleja, el robot reanuda automáticamente su velocidad normal, lo que ayuda a minimizar el tiempo que está detenido.

Los accesorios opcionales incluyen un colgante de enseñanza con una pantalla táctil a color de 7,5 pulgadas y un mini colgante con una pantalla LCD de 128 x 64 píxeles.

Denso es la única empresa de robótica que ofrece simulación en su colgante de enseñanza, dijo Dave Robers, gerente regional de ventas.

“La simulación se vuelve muy, muy esencial porque si no está seguro de cómo irá el robot a un punto específico o cuál será su posición final cuando llegue a en ese momento, tiene el potencial de bloquear su robot o dañar sus herramientas o su equipo”, dijo.

Con unas dimensiones de 12,5 x 14 x 3,69″ (31,75 x 35,56 x 9,37 cm), el RC8A sigue siendo el controlador de robot industrial más pequeño del mundo con una salida de 3 kW. El tamaño compacto ahorra valioso espacio en la fábrica y facilita la integración.

El sistema de red de interfaz de recursos abiertos ORiN de Denso permite que el RC8A se comunique con más de 100 tipos diferentes de dispositivos.

Mejorando la facilidad, la velocidad

El nuevo controlador R-30iB Plus de Fanuc hace que sus robots de seis ejes sean más fáciles y rápidos de usar.

El R-30iB presenta un nuevo iPendant con resolución de pantalla y capacidad de procesamiento mejoradas. La interfaz de usuario, iHMI, tiene una pantalla basada en íconos, que brinda una experiencia familiar con guías intuitivas para la configuración y la programación. También incluye tutoriales de la página de inicio principal que están diseñados como los de los CNC de Fanuc, lo que permite una transición más fácil al uso de robots.

La empresa ha mejorado el rendimiento del procesamiento tanto para el hardware como para el software en el R-30iB Plus y se ha acortado el ciclo de procesamiento de la señal. En comparación con los controladores anteriores, la sincronización de la salida de la señal se ha mejorado, lo que amplía las posibles aplicaciones a sistemas que requieren un alto nivel de precisión de posicionamiento, como las aplicaciones láser.

“Con velocidades de procesamiento más rápidas, hemos podido hacer que la interfaz de programación en el colgante sea más rápida, ágil y receptiva”, dijo Dinsmoor de Fanuc America. "Con el aumento de la velocidad de procesamiento, también podemos acelerar el procesamiento lógico del robot para permitirle manejar un procesamiento lógico y un tiempo de ejecución más rápidos".

La función de visión del R-30iB Plus tiene una nueva interfaz de cámara que aumenta en cuatro veces la velocidad de transmisión de imágenes desde la cámara, junto con una configuración de cable simplificada.

“Además, en nuestra arquitectura, dado que tenemos visión artificial integrada donde podemos permitirle conectar una cámara y un cable simples e integrarlos con la función del robot, encontramos que otras acciones como el procesamiento de imágenes de visión artificial integrado con el robot también es más rápido”, dijo Dinsmoor. "Entonces, nuevamente, lo que estamos tratando de hacer es mejorar lo que hace el robot y qué tan rápido lo hace".

Proteger a los operadores

ABB tiene una nueva versión de su software de monitoreo de robots, SafeMove2.

Al igual que el primer SafeMove, SafeMove2 incluye una serie de funciones, incluidos límites de velocidad seguros, supervisión de parada segura, rangos de ejes seguros y supervisión de posición y orientación. Como resultado, las cercas se pueden instalar mucho más cerca del robot, lo que hace posible un uso más eficiente del espacio en el piso.

“Puede colocar más robots en el mismo espacio”, dijo Henrik Jerregard, gerente de proyectos globales para controladores de robots en ABB en Västerås, Suecia.

“Ambas versiones tienen las características básicas de asegurarse de que el robot permanezca dentro del área típica del rango del robot”, dijo. “Con la segunda iteración, es mucho más flexible. Permitimos más funciones, como zonas, rangos y herramientas adicionales, y podemos simularlas en RobotStudio”, el software de simulación y programación fuera de línea de ABB.

Otro aspecto de SafeMove2 es que ofrece una solución de seguridad basada en software en lugar de una solución basada en hardware. Como resultado, los usuarios pueden esperar inversiones reducidas, así como una mayor flexibilidad y confiabilidad.

Una aplicación común que permite SafeMove2 es con aplicaciones colaborativas como la carga o inspección de máquinas, dijo Jerregard. Con el software de seguridad combinado con sensores de seguridad, un operador puede caminar hasta el robot y mirar la pieza de trabajo con la que el robot está trabajando en ese momento, porque la aplicación se ralentizará y luego detendrá el robot.

SafeMove2 también integra conectividad de bus de campo de seguridad en la familia de controladores de robot IRC5 de ABB, así como en los controladores IRC5 Single, Compact y Paint.

Convertirse en material de socio

Universal Robots, una empresa danesa, fabrica tres robots colaborativos de seis ejes, el UR3, UR5 y UR10. Varían en carga útil de 6,6 a 22 lb (3 a 10 kg) y en alcance de 19,7 a 51,2″ (500 a 1300 mm).

Task Force Tips, un fabricante de equipos de extinción de incendios con sede en Indiana, instaló un robot UR10 y dos robots UR5 para atender las máquinas CNC. Un cuarto robot, un UR5, se monta en una mesa con ruedas y se mueve entre tareas.

“Universal Robots, livianos y fáciles de configurar, programar e implementar, permite a los clientes abordar los requisitos de producción de bajo volumen y alta combinación al compartir el mismo robot en múltiples aplicaciones y plantas ubicaciones sin incurrir en el costo de robots adicionales”, dijo Brian Dillman, gerente de ventas de área de Universal Robots.

El CEO de Task Force Tips, Stewart McMillan, dijo:“Podemos hacer rodar la mesa con el robot hasta la máquina y en unos minutos enseñarle al robot a cargar piezas. Se convierten en una especie de socio de una persona que los acompaña y los ayuda con el trabajo pesado”.

Los dos robots UR5 guiados por visión trabajan en tándem, uno de ellos recoge y coloca espacios en blanco para boquillas de manguera contra incendios en una fresadora, luego toma la pieza semimecanizada y la entrega al segundo UR5 para procesamiento adicional.

Tanto el traspaso del robot como la guía de visión utilizan los registros del protocolo de comunicación MODBUS en el controlador de los robots UR.

Si la detección de fuerza de un robot identifica una pieza deformada o virutas de mecanizado en las mordazas de un mandril, intenta eliminar los desechos con aire presurizado y luego lava el mandril si eso no funciona. Si todo eso falla y la pieza aún no se puede cargar, el robot notifica al operador.

El codo del robot se dobla en lugar de girar

Los fabricantes que deseen colocar un brazo robótico en un espacio reducido y acelerar los tiempos de ciclo pueden estar interesados ​​en la nueva serie Flexion de Epson Robotics.

El "codo" de los brazos robóticos de la serie se pliega sobre sí mismo en lugar de girar. Esto permite que Flexion N2, el primer robot disponible de la serie, funcione en un espacio hasta un 40 % más pequeño que los robots de seis ejes comparables y maximiza la eficiencia del movimiento para acelerar los tiempos de ciclo, dijo Epson. El N2 tiene un alcance de 450 mm (17,7 in), requiere 460 mm (18 in) de espacio y tiene una carga útil de 2,5 kg (5,5 lb).

“En el mercado de la electrónica, donde vendemos una tonelada de robots, hablamos con algunos de nuestros clientes y estaban muy entusiasmados con la posibilidad de que redujéramos el tamaño de este robot, para que pudieran reducir el espacio total de su fábrica. ”, dijo Rick Brookshire, gerente de producto del grupo. "Comenzó en la industria electrónica, pero una vez que presentamos el producto, comenzamos a recibir muchas consultas de las industrias médica y automotriz".

Aunque los robots de seis ejes C4 de Epson son compactos en comparación con las ofertas de la competencia, el robot de seis ejes C4 de Epson no puede competir ni siquiera con el N2 de la empresa cuando se trata de espacios reducidos, dijo. El C4 tiene un alcance de 23,6" (600 mm), pero requiere 26" (660 mm) para trabajar.

El N2 se puede montar en el techo o en una mesa. Tiene opciones que incluyen guía de visión y detección de fuerza.