La flota de cobots aborda la escasez de mano de obra

Aldo Albieri, gerente de operaciones de Thyssenkrupp Bilstein, no duda en llamarlo una "revolución" cuando describe el rápido despliegue de los brazos robóticos colaborativos de Universal Robots en la planta de la compañía en Hamilton, Ohio, que fabrica soluciones de suspensión de alta tecnología para la industria automotriz “Sentí que estábamos en el momento adecuado con la oportunidad adecuada para ser parte de esto. Comenzamos a ver que los robots colaborativos se usaban de una manera completamente diferente a la que tradicionalmente veíamos en funcionamiento a los robots de seis ejes”, dice, describiendo las visitas a pequeños talleres familiares donde los fabricantes con poca o ninguna experiencia en robótica estaban automatizando incluso tareas complejas con cobots. . “No usaron jaulas de seguridad, y los cobots se colocaron sobre ruedas y se movieron entre tareas. Fue entonces cuando las cosas realmente hicieron clic”, dice el Sr. Albieri, quien desde este descubrimiento ha supervisado la implementación de un nuevo cobot en la ubicación de Bilstein en Hamilton cada dos meses durante casi dos años.

“Sucedió a un ritmo increíblemente rápido con nuestra evolución rápida desde el ensayo y error al principio, utilizando proveedores para realizar la integración de la máquina”, dice el Sr. Albieri. Pronto se dio cuenta de que la contratación interna de las implementaciones de cobots era el camino a seguir. Su equipo de Industria 4.0 que administraba las aplicaciones de cobots investigó otras opciones, pero dice:“Decidimos asociarnos con un tipo de cobot, y fue entonces cuando elegimos nuestro primer cobot con Universal Robots. Nos dimos cuenta de que UR tenía la solución más avanzada para un pick-and-place más preciso. El cobot es fácil de mantener y programar, y presenta la mejor relación entre velocidad y repetición”.

Alineación Presidencial

El grupo interno Industry 4.0 de Bilstein ahora ha implementado nueve cobots UR10, el más grande de los modelos UR, con un alcance de 51 pulgadas y una carga útil de 22 lb. Un décimo UR10 se utiliza como modelo de prueba para futuras aplicaciones. “Planeamos implementar alrededor de otras 40 aplicaciones de cobots en nuestra organización”, dice el Sr. Albieri, explicando cómo se le ocurrió a la empresa el concepto de denominación para los nuevos colegas cobots. “Necesitábamos un sistema que pudiera aplicarse secuencialmente a 45 o 50 cobots y decidimos divertirnos un poco nombrándolos como presidentes de EE. UU.”. La flota de cobots ahora se extiende desde George Washington hasta John Tyler.

Eliminación de riesgos ergonómicos

Una de las aplicaciones más llamativas en la planta de Hamilton presenta a los cobots James Monroe y John Quincy Adams trabajando en tándem ensamblando los amortiguadores Active Damping System (ADS) de Thyssenkrupp. El ciclo de varios pasos comienza con Monroe recogiendo una cámara de aire que alimenta a una máquina perforadora y luego la coloca en un accesorio de transferencia, donde Adams la recoge y la carga en una "estación de unión", donde toma una cámara exterior, los casa juntos y los pone en el conducto de salida. Mientras intentaban programar los cobots para que se ejecutaran en secuencia con las máquinas atendidas, los ingenieros hicieron un descubrimiento novedoso para facilitar la implementación:se dieron cuenta de que simplemente podían enseñar a los cobots a presionar los botones de inicio de las máquinas en lugar de conectarlos al control. sistema.

El cobot de John Adams selecciona y coloca una pieza seguida de una inspección de calibre. “Antes revisábamos dos partes cada una o dos horas para asegurarnos de que seguíamos donde pensábamos que estábamos; pero ahora tenemos una inspección del 100 por ciento”, dice Doug McIe, ingeniero de fabricación de Thyssenkrupp Bilstein.

100% Inspección

Otra tarea ahora automatizada es la inspección de calidad, donde cuatro cobots realizan la inspección de calibres y verifican el engarce posterior al llenado y el ensamblaje de las piezas finales. “Cuando antes hacíamos la inspección del calibre, revisábamos dos piezas cada una o dos horas para asegurarnos de que todavía estábamos donde pensábamos, pero ahora tenemos una inspección del 100 %”, dice Doug McIe, ingeniero de fabricación de Thyssenkrupp Bilstein. El cobot implementado en el ensamblaje final está equipado con una cámara Cognex y se mueve rápidamente entre los puntos de inspección para asegurarse de que todos los componentes estén en la posición correcta y que la etiqueta se aplique correctamente y sea legible. “Cada pieza que ingresa se revisa y, si falla, el robot la rechaza en el proceso”, explica el Sr. McIe.

Nueva vía de crecimiento y retorno de la inversión

Desde que Bilstein comenzó a incorporar la automatización de cobots internamente, el retorno de la inversión (ROI) para los cobots UR ha mejorado. “Tenemos proyectos con retornos de la inversión más largos y más cortos”, dice el Sr. Albieri. “Pero nuestra zona de confort es una

periodo de amortización de unos 10 a 14 meses para justificar la inversión. Los cobots son definitivamente un retorno de la inversión más rápido que los robots tradicionales”. Ahora también está probando dos robots móviles autónomos de Mobile Industrial Robots (MiR) para suministrar material a las líneas, realizando manipulaciones sin valor añadido entre diferentes ubicaciones.

Los cobots de Thomas Jefferson (izquierda) y Andrew Jackson trabajan en tándem en la transición de tubos de acero recién formados desde la operación de soldadura hasta el proceso de punzonado.

Liberar mano de obra para trabajar en otras tareas juega un papel importante en la entrega de un ROI rápido. “Los cobots de UR nos dieron la oportunidad de crecer, expandirnos, crear más empleos y mover nuestros recursos más valiosos, nuestros recursos humanos, a nuevos proyectos, donde más se necesitaba el conocimiento”, dice el Sr. Albieri, enfatizando que hacer crecer la los negocios en el mercado laboral actual sin cobots serían difíciles. “Si solo dependiéramos de la contratación de nuevas personas, nunca podríamos expandirnos tres veces el tamaño que teníamos originalmente. Los cobots han abierto una nueva vía de crecimiento para nosotros mientras hemos podido retener la fuerza laboral existente. Ningún trabajador perderá su trabajo por culpa de un robot”.

Involucrar a los Operadores

Si bien Bilstein aún implementa la automatización tradicional para ciclos rápidos en espacios cerrados, la empresa se enfoca en que los cobots se hagan cargo de tareas donde los trabajadores definen oportunidades. Jordan Osterholt, ingeniero de procesos en el grupo Industria 4.0 de la compañía, explica que es clave involucrar a los operadores en la identificación de trabajos maduros para la automatización. “Los operadores están al frente de todo lo que sucede en esta empresa”, dice. "Preguntarles '¿dónde podemos ayudarlos a mejorar el proceso?' ha sido muy útil para nosotros cuando desarrollamos nuevas aplicaciones".

Ubicada en la sección de posventa de la planta de Bilstein en Hamilton, la octava UR 10, Martin Van Buren, realiza el engaste posterior al llenado, lo recoge de un carro, lo carga en la máquina y finaliza el ciclo sujetando la parte engarzada para que la inspeccione la cámara. para asegurar un prensado adecuado

Según el Sr. Albieri, la implementación de cobots no es solo una aventura tecnológica. “Realmente se trata de implementar una nueva organización con transparencia y comunicación abierta”, dice. “No quieres que los empleados entren al trabajo un día y se den cuenta de que tienen un robot trabajando a su lado”. Se aseguró de que los primeros cobots de UR fueran llevados frente al equipo del taller antes del despliegue. “Explicamos que estos cobots estaban aquí para expandir nuestro negocio y ayudar a eliminar los problemas ergonómicos repetitivos y las condiciones de trabajo que no son las más favorables para las personas. Y esa ha sido la realidad absoluta”, explica, detallando el impacto del carácter colaborativo de los cobots. “Ya no existe una barrera tan grande entre las personas y la tecnología. Los cobots comparten el espacio de trabajo con nuestros empleados, quienes simplemente pueden tomar el control remoto intuitivo y operar los cobots, ya que la interfaz se parece más a un iPad que a un controlador de robot”.

Los cobots fueron recibidos por la Operadora Quenna Quarles, quien solía manejar las tareas ahora automatizadas. “Tuve muchos dolores y molestias en el pasado, constantemente tenía que golpear físicamente eso, mover esto”, dice ella. "Ahora podemos fluir mucho mejor en cuanto a la producción, y mi trabajo es más fácil ya que solo cargo los tubos y dejo que los cobots se encarguen del resto".

Copiar/pegar aplicaciones

El equipo de ingeniería que desarrolló las aplicaciones de cobot no tenía experiencia previa en robótica. “Comenzamos haciendo tareas sencillas de recoger y colocar para poner las cosas en marcha”, dice el Sr. McIe. “Lo siguiente fue descubrir la interfaz con las máquinas. Fue un poco más difícil, pero una vez que lo hicimos, se extendió muy rápido y comenzamos a ver aplicaciones por toda la planta que casi podíamos copiar y pegar”.

El Sr. Osterholt explica cómo la revisión de los módulos de capacitación gratuitos de UR Academy en el sitio web de UR fue fundamental en la fase de desarrollo. "Haría el recorrido de cómo programar el robot y caminaría directamente hacia nuestro robot de prueba y aplicaría lo que aprendí", dice.

Prueba de nuevas aplicaciones

El robot de demostración está sobre ruedas, por lo que simplemente puede enrollarse al lado de la máquina para probar una tarea. “Podemos enchufar el cobot en un tomacorriente normal de 110 V y comenzar a probar de inmediato”, explica el Sr. McIe. “Con un robot industrial tradicional, primero tendríamos que perforar agujeros y atornillarlo al piso. Esto nos ahorra mucho tiempo”. Además de implementar un robot de prueba para desarrollar nuevas aplicaciones, Bilstein también utiliza el software RoboDK, certificado a través de la plataforma UR+ para ser plug-and-play con cobots UR. “Las simulaciones de software realmente nos ayudan a determinar si nuestro tiempo de ciclo será lo suficientemente preciso como para que valga la pena crear un prototipo de las herramientas y sacarlo a la luz. Podemos poner el esfuerzo en la pantalla de la computadora y, cuando lo entregamos, está casi listo para funcionar”.

El equipo de Industry 4.0 ahora está trabajando en la inversión de dos cobots UR10 en un extensor de rango de 7.° eje certificado por UR+ de Vention y planea continuar con el rápido despliegue, introduciendo un nuevo cobot en el taller cada dos meses. “Hay tantas oportunidades por ahí”, dice el Sr. Albieri. “El cielo es el límite.”

Universal Robots EE. UU. Inc. | 631-610-9664 | universal-robots.com

Thyssenkrupp Bilstein de América Inc. | 513-881-7600 | bilstein.com

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Sobre el autor

Joe Campbell

Joe Campbell es gerente sénior de desarrollo de aplicaciones en Universal Robots. La empresa proporciona soluciones de automatización flexibles que los fabricantes de todos los tamaños utilizan en todo el mundo para abordar las necesidades de mano de obra, aumentar la productividad y ser más competitivos.