Los robots móviles aumentan la productividad y la seguridad de los trabajadores

Una flota móvil de Universal Robots ahora recibe órdenes de trabajo diarias para resolver tareas en constante cambio para el fabricante de productos electrónicos de alta combinación y bajo volumen Scott Fetzer Electrical Group (SFEG; Fairview, TN). Suministrados por Universal Robots USA Inc. (East Setauket, NY; Odense, Dinamarca), los robots colaborativos UR han optimizado la producción en un 20 %, asumiendo tareas monótonas y potencialmente peligrosas de los empleados ahora reasignados a trabajos más gratificantes.

SFEG se formó en 2010 para reunir las capacidades de tres negocios de Scott Fetzer Company:France Power Solutions, Northland Motor Technology y Kingston Products. Ubicada en las afueras de Nashville, la empresa diseña y fabrica productos de energía eléctrica, incluidos transformadores, fuentes de alimentación, controles de movimiento y sistemas de accionamiento.

Cuando el primer robot UR5 llegó a SFEG, rápidamente se llamó "Waldo" inspirado en los populares libros Where's Waldo que presentan a un compañero amigable que sigue apareciendo en nuevos lugares entre multitudes de personas.

“Un día, Waldo estaría doblando láminas de metal, al día siguiente estaría realizando tareas de recoger y colocar, y el tercer día lo llevaríamos al Día de la Fabricación en la escuela secundaria local”, dijo Matthew Bush, director de operaciones de SFEG, fabricante de una amplia gama de motores y componentes eléctricos.

Los robots UR son un nuevo tipo de robot catalogado como colaborativo por su diseño interactivo. Los robots colaborativos son fáciles de configurar para una nueva tarea y cuentan con sistemas de seguridad integrados que permiten que el brazo del robot deje de funcionar automáticamente si encuentra objetos o personas en su ruta.

Bush se encontró con esta nueva solución de automatización cuando buscaba formas de hacer que SFEG fuera más competitivo a escala mundial, al tiempo que aprovechaba más la maquinaria existente. “Uno de nuestros mayores desafíos como productor de alta mezcla/bajo volumen es que la mayoría de nuestras líneas no funcionan todo el tiempo. Tratar de encontrar una manera de poner a los robots en juego en el sentido tradicional fue un gran desafío”, dijo Bush.

“Queríamos construir una fuerza robótica móvil y flexible, y la única manera de lograrlo era con un robot colaborativo. Solo vimos un par de ofertas y el robot UR fue el único robot que pensamos que podría hacer el trabajo. Tiene la velocidad y la precisión de un robot industrial estándar con la capacidad de moverse y trabajar junto a los humanos”, dijo Bush.

SFEG colocó los robots UR en pedestales con ruedas y ahora está construyendo la flota de robots UR móviles desplegados en todo el departamento de chapa. Los robots se están integrando en todo el ciclo de producción, desde el corte de la pieza en bruto inicial en la prensa troqueladora hasta la formación, el plegado y el montaje final de los componentes eléctricos. Se planean robots adicionales para ayudar a atender las prensas de torreta y las prensas plegadoras.

El gerente general, Rob Goldiez, dijo:“Estamos viendo un aumento del 20 % con Universal Robots trabajando mano a mano con nuestra gente”. Los robots UR que trabajan en la línea de campo del motor son un UR5 y un robot UR10 que llevan el nombre de su carga útil en kilos. Todos los robots cuentan con una repetibilidad de 0,1 mm y un rango de alcance de 19,7 a 51,2″ (500–1300 mm).

El UR5 se coloca al final de la línea justo al lado de un empleado que le entrega al robot una parte del campo del motor. El UR5 recoge la pieza, la coloca en un soporte, toma un cortador de alambre para cortar los cables y luego coloca la pieza para que el robot UR10 la recoja y la coloque en un transportador para el ensamblaje final.

“Podemos interconectar varios robots y leer a través de Modbus las conexiones TCP y el estado del robot. También podemos pasar información a otros paquetes de software y recopilar datos. Abre muchas puertas para hacer muchas cosas que ahora estamos empezando a ver”, dijo el ingeniero principal Jamie Cook.

Un robot UR viene con un colgante de pantalla táctil a través del cual se realiza toda la programación. La dirección del brazo robótico se puede realizar mediante las teclas de flecha en la pantalla o simplemente agarrando el brazo robótico y "enseñándole" los movimientos deseados entre los puntos de ruta. Eso eliminó la programación de texto estructurado que Cook solía codificar cuando trabajaba con robots tradicionales.

“Fue muy fácil de aprender y fue mucho mejor de lo que esperaba. Diría que tomó entre un tercio y la mitad del tiempo de implementación basado en experiencias previas que he tenido”, dijo Cook.

Mientras SFEG buscaba tareas para automatizar, la prioridad número uno era eliminar las tareas monótonas y potencialmente peligrosas. Otra tarea que ahora maneja la flota de robots móviles de UR es llenar con epoxi las placas de circuito.

En el pasado, los empleados hacían un gran lote de placas de circuito y se paraban allí y las llenaban manualmente con epoxi de dos partes y las enviaban a la línea de curado. Hoy, el robot hace eso durante todo el día, lo que nos permite pasar a un flujo de una sola pieza. Los riesgos de seguridad ahora se evitan en la línea de campo del motor al hacer que un robot UR se encargue del corte del cable.

“Es una aplicación potencial para el síndrome del túnel carpiano cortar unos 16 000 cables al día a mano. Así que pensamos que ese era un gran lugar para poner robots, ¡dejemos que tengan el túnel carpiano!”

“Estamos viendo un movimiento de 1 a 1 de personas desde donde colocamos un robot que nos permite mover a una persona a otra área del negocio. Tenemos 14 robots de Universal Robots en este momento y, como los tenemos todos implementados, esperamos poder reposicionar a 14 empleados”, dijo Goldiez.

Una de las próximas tareas de los robots que se están desarrollando actualmente en SFEG es colocar clips en C en las armaduras. En el horno de barniz, dos UR10 estarán cargando y descargando cestas con motores. Un UR10 ya está desplegado al final del transportador de barniz, funcionando como una estación de transferencia simple, moviendo cestas entre líneas.

“Estamos analizando todo lo que estamos diseñando ahora nuevo para asegurarnos de que podamos ensamblarlo con un robot. Si no podemos armar eso con un robot, tenemos que volver a la mesa de dibujo e intentarlo de nuevo”.

Para obtener más información de Universal Robots USA Inc., visite www.universal-robots.com o llame al 631-610-9664.

Este artículo se publicó por primera vez en la edición de marzo de 2016 de Manufacturing Engineering revista. Lea "Los robots móviles aumentan la productividad y la seguridad de los trabajadores" en formato PDF.