Cobot guiado por visión reduce tiempo de producción 50% en Walt Machine

Con la promesa de "piezas de calidad, hechas a plano, entregadas a tiempo", Walt Machine de Lumberton, Mississippi, se enorgullece de su fiabilidad, pero luchó frente a un cuello de botella potencial. Cada año, la empresa usa una sola máquina CNC para producir miles de carcasas de cámara en solo dos meses. Este aumento a corto plazo en el volumen de producción tensiona regularmente su capacidad para cumplir la promesa de su lema. Para enfrentar este desafío, la empresa invirtió en un sistema de visión simple de Robotiq de Lévis, Quebec, Canadá, y lo instaló en un robot colaborativo (cobot) con un sistema de agarre de Universal Robots (East Setauket, Nueva York).

Especializado en trabajo óptico de alta precisión para ensamblajes de cámaras científicas, Walt Machine recibe un pedido cada primavera por unas 6000 carcasas de cámara que produce en su Haas VM-3. El tamaño de este pedido podría sugerir que el presidente de la empresa Tommy Caughey debería contratar un operador CNC a tiempo completo además de su personal regular, pero esta solución tiene sus fallas. Para empezar, toma 30 a 45 minutos mecanizar un lado de cada carcasa de cámara. Esto significa que, trabajando ocho horas al día, toma varias semanas producir el pedido completo con una sola máquina. En ese plazo, las piezas casi estarían listas para entrega para cuando un nuevo empleado pudiera ser completamente entrenado.

En lugar de invertir en entrenar un empleado y preocuparse por la retención de esa persona entre picos de producción, el Sr. Caughey consideró una solución robótica. "Vi Universal Robots en la International Manufacturing Technology Show (IMTS) quizás hace cuatro o seis años, y lo encontré interesante: un robot que no requiere cosas extra. Hice seguimiento a lo largo de los años y pensé que ese era el camino al que necesitábamos ir un día", dice. Un obstáculo para esta solución era que el cobot necesitaría ya sea un sistema de visión o un sistema transportador para recoger piezas en bruto de la mesa del VMC. Al Sr. Caughey le aconsejaron que este era un proceso muy difícil, uno que un "experto en visión" dedicado debería manejar.

Sin embargo, en junio de 2016, Robotiq lanzó la cámara de muñeca Plug + Play exclusivamente para Universal Robots. Este sistema permitió al Sr. Caughey marcar cada casilla en su lista de deseos. Compró un cobot UR10 y montó la cámara de muñeca directamente sobre su agarre de dos dedos 140, permitiendo escaneo visual con programación robótica simplificada.

Para enseñar al cobot, el Sr. Caughey dice: "o tomas tu pieza y la pones en la superficie donde quieres recogerla, y tomas cuatro instantáneas de ella en cuatro orientaciones diferentes, o, si es algo simple como un blanco rectangular o circular, solo estableces las dimensiones de lo que estás recogiendo, y (el cobot) lo sabe". Estas técnicas simples permiten que el cobot sea enseñado en unos 10 minutos, dice, haciendo innecesario un experto en visión.

El siguiente paso es colocar 15 a 20 de las mismas piezas sin mecanizar en una mesa dentro del campo de visión del cobot. El robot rota sobre la mesa y toma una instantánea de las piezas con la cámara, luego se acerca y toma una imagen más detallada de una sola pieza. Después de identificar la pieza, el robot la mueve al torno del CNC y envía una señal a la máquina herramienta para iniciar.

Desde que Walt Machine compró su cobot (que los empleados llamaron "Arthur"), la productividad en el taller ha mejorado enormemente. Aunque el cobot no mejora directamente el tiempo de ciclo, sí disminuye la cantidad de tiempo que toma completar un trabajo. Arthur trabaja durante la noche, permitiendo al taller mecanizar el doble de piezas cada día. La empresa ha disminuido el tiempo muerto de la máquina, y Arthur ha liberado tiempo del personal gastado en colocar piezas. Esto deleita al Sr. Caughey, quien dice que había estado nervioso sobre dejar un robot a sus propios dispositivos toda la noche. "Se trata solo de dejarlo ir y aceptar el hecho de que va a correr por cuatro a seis horas extra", dice. "Vas a ir a casa y nada se va a romper."

El tiempo de los empleados ahora puede ponerse en mejor uso. El maquinista Matthew Niemeyer aprendió a programar el cobot, permitiéndole mejorar su conjunto de habilidades profesionales en la planta de producción. "Sigues haciendo todo el ajuste fino, como la programación", explica, "pero las tareas remediales de cargar y descargar la máquina se cuidan por ti, así que no te agotas". A medida que el cobot tomó estas tareas remediales, el Sr. Niemeyer entró en un nuevo rol como representante de ventas, permitiéndole poner sus talentos a trabajar atrayendo nuevo negocio a Walt Machine. "Podemos meter más negocio en el taller, lo que llevará a más máquinas, más robots y crecimiento general."

Todo esto no sería posible sin este primer robot, dice el Sr. Caughey, y cree que, en 10 años, cada taller pequeño como el suyo tendrá al menos uno. Arthur puede ayudar a Walt Machine a completar exitosamente su pedido anual de 6000 piezas, y puede hacer esto sin que el Sr. Caughey tenga que preocuparse por cómo pagaría los costos de salario extra o capacitación. El cobot ha permitido al personal de Walt Machine mejorar sus habilidades mientras hace crecer el negocio.