Nuevas formas de automatizar con robótica en 2022

Con 2021 llegando a su fin, la tecnología que cambia rápidamente, las demandas de los consumidores y las presiones competitivas continúan inspirando la implementación de estrategias operativas creativas. Como resultado, se están implementando robots más asequibles pero altamente flexibles en las plantas de producción para enfrentar de manera efectiva los desafíos de la cadena de suministro, la escasez de mano de obra calificada, una pandemia sin precedentes y las fluctuaciones generales del mercado. Con esto en mente, aquí hay algunas tendencias e innovaciones que los fabricantes expertos pueden considerar al planificar un 2022 exitoso y más allá.

Adopción de tiendas pequeñas

La capacidad de producir productos de alta calidad con un gasto mínimo es imprescindible para mantener la competitividad en el panorama industrial actual. A medida que caen los costos de automatización y aumenta la facilidad de uso, esto continúa impulsando a un número constante de pequeños y medianos fabricantes a integrar robots en sus plantas de producción. Ahora visto como un activo, la disponibilidad de robots asegura a los clientes potenciales que se pueden cumplir las expectativas de entrega a tiempo y calidad del producto.

Robots colaborativos fáciles de usar (cobots) con enseñanza guiada a mano de precisión para La implementación rápida o la reimplementación según demanda son muy atractivas y llenan el vacío para la producción de bajo volumen y mezcla alta. Ideales para la soldadura por arco, el corte por plasma, el mantenimiento de máquinas, el montaje ligero y el paletizado, los cobots que pueden trabajar con humanos o cerca de ellos están abordando un puñado de preocupaciones como la disponibilidad de los trabajadores, la seguridad de los empleados, la eficiencia operativa y la calidad del producto.

Los robots, como el robot colaborativo HC10XP de seis ejes con limitación de potencia y fuerza (PFL) con clasificación de seguridad integrada, pueden complementar fácilmente la soldadura manual o enrollarse en piezas de trabajo grandes y pesadas en un entorno de fábrica. Esto no solo proporciona la capacidad de soldadura necesaria para operaciones más pequeñas, sino que también maximiza el espacio de piso en entornos reducidos. También son expertos en ahorrar espacio valioso en el piso los cobots de mayor carga útil, como el HC20XP con capacidad de carga útil de 20 kg. Con un elevador del tamaño adecuado, este cobot con clasificación IP67 es capaz de cargar o descargar una tarima de 40 x 48" (hasta 80 pulgadas de alto) sin elevador, lo que ofrece una mayor versatilidad para un mejor retorno de la inversión.

“Células de trabajo compactas, como ArcWorld ^® Las series 50 y LC también se están utilizando para aumentar la producción de soldadura de piezas pequeñas a medianas en entornos de taller”, afirma Josh Leath, gerente de producto sénior en Yaskawa Motoman. "Disponibles en una estación de trabajo simple o doble, las soluciones de soldadura que ahorran espacio como estas permiten una instalación o reubicación rápida y sencilla, al mismo tiempo que mantienen una amortización muy rápida".

Programación de robots fuera de línea

La demografía de la fuerza laboral y los impulsores del mercado continúan cambiando la forma en que los fabricantes abordan la integración y programación de robots, tanto que ha lanzado una revolución de facilidad de uso. Las opciones de programación intuitivas, incluida la programación fuera de línea (OLP), son imprescindibles para facilitar un alto grado de tiempo de actividad, especialmente para las operaciones que no pueden permitirse interrumpir la producción mientras se escribe un programa de robot punto por punto desde un dispositivo de enseñanza.

Usando una representación 3D de una celda de trabajo robótica que muestra visualmente un robot moviéndose a lo largo de una ruta programada, OLP brinda a los programadores experimentados y novatos la capacidad de diseñar, probar y ajustar un programa o trabajo de robot desde una computadora virtual. ambiente. MotoSim ^® de Yaskawa, que proporciona funciones útiles como detección de colisiones, archivos PDF en 3D, seguimiento de transportadores, Cam Path y más. es un software rentable y fácil de usar que es ideal para la programación y los estudios de alcance. Otras opciones de terceros brindan una funcionalidad robusta, lo que permite a los expertos en tareas programar robots rápidamente y con facilidad. Robotmaster ^® , PULPEZ ^® y Delfoi brindan soluciones de software integrales para una variedad de aplicaciones, incluida la programación compleja para sistemas de soldadura robótica. Con respecto a esto último, Delfoi puede ahorrar un 90 por ciento en el tiempo de programación en comparación con la programación de la consola portátil, lo que lo convierte en una forma extremadamente rápida de enviar programas con precisión incluso para configuraciones complejas, como celdas de trabajo de múltiples brazos.

Métodos de programación innovadores

El panorama de la programación de robots está salpicado de ideas de programación no tradicionales, muchas de las cuales facilitan la implementación extremadamente rápida y fácil de un sistema de robot.

Enseñanza guiada a mano de precisión
Se espera que crezca un 40 por ciento en los próximos seis años ¹ Los robots colaborativos fáciles de usar están ayudando a que las aplicaciones nuevas y muy relevantes cobren vida. La enseñanza precisa guiada a mano es un aspecto clave de esta tendencia, lo que la convierte en la solución ideal para las empresas que desean integrar un sistema robótico muy versátil y fácil de usar.

Alternativamente, empresas como Wandelbots utilizan tecnología de sensores inteligentes que puede modelar los movimientos de un operador, lo que permite al usuario enseñarle a un robot con un lápiz óptico en lugar de agarrar el brazo. Este enfoque extremadamente fácil, de código bajo y rentable es, en promedio, 20 veces más rápido que la programación tradicional para aplicaciones seleccionadas.

Aplicaciones colgantes intuitivas
Los colgantes de enseñanza intuitivos, similares a los de los teléfonos inteligentes, se están convirtiendo en algo común hoy en día. Junto con este uso, está la creciente utilización de aplicaciones colgantes y de extensión para una funcionalidad de aplicación poderosa pero fácil de usar.

El intuitivo colgante inteligente de Yaskawa, que cambia radicalmente la forma en que se programa un robot, ahora ofrece una capacidad robusta para generando rápidamente trabajos para manipular piezas en un patrón específico. Conocida como Smart Pattern, esta extensión de Smart Pendant proporciona una interfaz gráfica que admite tareas comunes, como cargar o descargar máquinas, apilar o desapilar y empacar cajas.

Tanto para la soldadura cobot como para la soldadura robótica tradicional, Las aplicaciones intuitivas de colgantes de aprendizaje, como la interfaz universal Weldcom (UWI) de Yaskawa, están superando las barreras históricas de la programación. Desde las diferencias regionales en cuanto a dónde se almacenan los ajustes de soldadura hasta el uso variable de gas de protección, junto con la presencia de tecnología de fuente de alimentación sofisticada y el crecimiento de nuevos métodos de soldadura, el UWI ha sido extremadamente útil para los fabricantes que buscan obtener un control fácil de cualquier proceso de soldadura o parámetro. Esto incluye voltaje, amperaje y velocidad de alimentación de alambre.

Programación de código bajo y sin código
Herramientas como UWI también complementan las recientes innovaciones de software para la programación de código bajo y sin código. Los usuarios ahora pueden utilizar plataformas de desarrollo flexibles y módulos de aplicaciones para programar una aplicación o un sistema robótico sin escribir una sola línea de código.

Otras empresas, como Path Robotics, desarrollan sistemas artificiales de última generación. inteligencia artificial (IA), aprendizaje automático y sistemas de visión por computadora para hacer que los robots industriales sean más inteligentes. Con un enfoque inicial en las aplicaciones de soldadura, Path elimina por completo la ecuación de programación con un sistema de visión y percepción patentado que funciona para reconocer dónde se encuentra una pieza en el espacio, luego ajusta la ruta del robot y los parámetros de soldadura en tiempo real a las variaciones. A medida que continúan desarrollándose las mejoras de sensores y procesamiento, también lo hará el rendimiento y la adopción de instalaciones robóticas inteligentes.

Automatización robótica multiplataforma
Desbloqueando un nuevo paradigma de automatización fácil de usar, READY Robotics ha creado un sistema operativo de nivel empresarial para la automatización robótica multiplataforma. Esto no solo permite que casi cualquier persona programe prácticamente cualquier robot (incluidos los robots Yaskawa), sino que también hace que la automatización sea más accesible que nunca con la programación basada en íconos gráficos que no requiere conocimientos de codificación específicos.

Sistema operativo del robot
Redondeando los métodos de programación para ver en el nuevo año está la evolución del sistema operativo de robot (ROS). Una creciente colección de middleware que se ejecuta en sistemas operativos como Linux, Java y Microsoft Windows ^® IoT Enterprise, ROS es un repositorio gratuito de código abierto de algoritmos, software, funciones, controladores y más de última generación que cuenta con el respaldo de Open Robotics en ros.org.

Llevando a ROS a un paso más allá, ROS-Industrial ^® (ROS-I) se centra específicamente en las capacidades avanzadas que ROS puede proporcionar específicas para los robots industriales. Considerado por algunos como el pegamento que mantiene unida la tecnología avanzada, esta compilación de herramientas ricas en características está ayudando a los fabricantes de robots, proveedores de componentes, integradores de sistemas y usuarios finales a mejorar una gran cantidad de aplicaciones complejas, como el procesamiento de imágenes 2D/3D o el control de fuerza para conducir la ruta del robot en tiempo real frente a una ruta preprogramada.

Al ver la necesidad de una mayor capacidad para realizar modificaciones de funcionalidad adaptables a las aplicaciones tradicionales de robots industriales para tareas de bajo volumen y alta combinación, Yaskawa se asoció con ROS-Industrial Consortium (RIC) Americas en el desarrollo de un controlador de comunicación sólido que brinda a los fabricantes e investigadores la opción de crear complementos e integrar sensores de percepción. Altamente ventajoso para hacer que un robot sea compatible con una variedad de aplicaciones de entornos no estructurados de manera oportuna y rentable, Yaskawa brinda la capacidad de usar esta tecnología con sus robots, ya que todas las generaciones recientes de robots Yaskawa están habilitados para ROS y se pueden modificar. para expandir la funcionalidad para tareas más avanzadas.

Visión artificial optimizada

Como se mencionó, las mejoras de visión rentables permiten una variedad más amplia de aplicaciones. Sistemas basados ​​en visión, como FreeMove ^® de Veo Robotics , están reinventando la forma en que se pueden fabricar los productos al hacer que las máquinas respondan mejor a los humanos, lo que culmina en sistemas de seguridad dinámicos que utilizan una protección mínima. El sistema FreeMove proyecta todas las posiciones futuras posibles de los objetos en su entorno, calculando dinámicamente las distancias de separación de protección antes de indicarle al robot que disminuya la velocidad o se detenga según sea necesario para la seguridad del trabajador.

Los sistemas como este no solo brindan una opción que permite a los trabajadores humanos en la ecuación de producción, pero también, los sistemas robóticos con esta tecnología pueden ayudar a los fabricantes a adaptarse mejor a la personalización masiva, ciclos de producción más cortos y exigencias de calidad más estrictas, haciéndolo más rentable a largo plazo. La visión va más allá de encontrar piezas o inspeccionarlas, pero se utiliza para ayudar a perfeccionar procesos como la fabricación aditiva o la planificación de rutas de soldadura mientras se utiliza la robótica.

“La visión robótica también se está aplicando a un número creciente de tareas de inspección ”, dice Chris Caldwell, gerente de producto de Yaskawa Motoman. “Comúnmente más rápido y más confiable que los humanos, la inspección robótica se está volviendo extremadamente importante para los fabricantes que buscan mejorar la calidad y el rendimiento del producto”. Para reducir los desechos, maximizar las piezas buenas y optimizar la eficacia general del equipo, se están integrando modelos de robots flexibles, incluidos los robots colaborativos, en las celdas de trabajo para garantizar la calidad de la superficie, la integridad de la soldadura o la geometría de la pieza. Ofreciendo capacidad y consistencia que los humanos y las máquinas de medición coordinada (CMM) no pueden, el uso combinado de robots y periféricos inteligentes como sistemas de visión avanzados, fuentes de alimentación robustas, análisis de sonido intuitivo, sistemas de inspección de soldadura y más puede proporcionar una gran cantidad de datos para hacer decisiones de producción.

Gestión integrada de activos

La enorme cantidad de datos proporcionados por los dispositivos conectados se captura mejor con soluciones de servidor perimetral, como Yaskawa Cockpit™, que utilizan una OPC-UA líder u otra interfaz de recopilación de datos. Los sistemas de gestión de activos como este pueden proporcionar información integral a los fabricantes que buscan obtener una ventaja competitiva. Tome la calidad de la soldadura, por ejemplo. Ya sea que se use para una pieza interna o se implemente para verificar el calibre de las piezas que se traen de otra parte de la cadena de suministro, el uso de robots junto con este tipo de conectividad de múltiples fuentes de datos puede tener un impacto positivo.

Esto trae a colación preocupaciones en curso sobre la cadena de suministro, que siguen estando a la vanguardia de los fabricantes. Al facilitar la seguridad de los trabajadores y brindar la capacidad de monitorear y administrar los dispositivos de fábrica conectados de forma remota, las soluciones de administración de activos están ganando terreno. Al habilitar un enfoque integrado, inteligente e innovador para el análisis de datos, herramientas como esta ayudan a los tomadores de decisiones a ver los volúmenes de producción actuales e históricos, así como el estado operativo de cualquier dispositivo conectado (incluidos los robots), en tiempo real. Esto no solo ayuda a los fabricantes a tomar decisiones informadas sobre el mantenimiento del rendimiento del equipo, sino que también brinda la capacidad de ejecutar de manera eficiente los objetivos operativos desde prácticamente cualquier lugar.

Futuro industrial impulsado por la tecnología

Avanzando hacia 2022, los avances tecnológicos continuarán alimentando las demandas del mercado y la posterior innovación robótica, mientras que los requisitos para los componentes y los bienes de consumo seguirán teniendo tolerancias cada vez más reducidas. Como el margen de error parece entrar en la escala nanométrica, la repetibilidad de los robots dará como resultado una automatización adicional, especialmente en lo que respecta a la electrónica, los vehículos eléctricos, el equipo médico y más. En general, los fabricantes que ejecutan estrategias operativas que adoptan nuevas tecnologías, incluida la automatización robótica, probablemente podrán adaptarse rápidamente a las presiones del mercado para lograr un éxito continuo.

^{1 Tamaño del mercado de robots colaborativos, participación y análisis de impacto de Covid-19, Fortune Business Insights, 2020}