NASA usa software RoboDK para automatizar programación de cobots en inspección de fuselaje

Automatizar procesos con robótica tiene beneficios, pero los robots requieren programación, proceso manual típico que puede ser complejo y causar problemas costosos como colisiones. El Proyecto de Compuestos Avanzados de NASA trabaja en un proceso que no solo automatiza la inspección de fuselajes de aviones usando cobots de Universal Robots, sino que automatiza la programación de los cobots con software de RoboDK. Este sistema puede ahorrar tiempo y dinero dando resultados mejores y más consistentes que inspecciones totalmente manuales.

Inspección por termografía infrarroja en estructuras compuestas

El proyecto busca mejorar métodos, herramientas y protocolos, y reducir plazos de desarrollo y certificación para materiales y estructuras compuestas. Un objetivo: acelerar inspección de estructuras compuestas y mejorar resultados asegurando que no se pierda ninguna área. Un método: termografía infrarroja, que usa un destello preciso de luz para crear pulso de calor. Al enfriar el material, analizan cómo fluye el calor para revelar defectos ocultos y subestructuras anómalas sin dañar la pieza. Pero el equipo es grande y pesado, y debe moverse por toda la superficie interior y exterior para inspección completa. Inspecciones manuales de productos compuestos grandes como fuselajes requieren múltiples operadores por periodos prolongados, añadiendo coste y complejidad.

Automatización de patrones de inspección con RoboDK y UR10

El Centro de Investigación Langley de NASA prueba un método que usa software RoboDK para automatizar programación de patrones de inspección para dos cobots UR10 de Universal Robots. Investigadores crearon modelo computacional de la pieza a inspeccionar, patrón de inspección y movimiento de la herramienta. El software tiene API que permite programar robots con lenguajes universales: Python, C#, C++, Matlab, Visual Basic.

Una vez calibrado el proceso y ubicados los cobots respecto a la pieza, estos siguen ruta preprogramada para mover el equipo a ubicaciones precisas alrededor del fuselaje y mantenerlo mientras el operador recupera datos.

Algoritmos personalizados para automatización total o parcial

El software puede personalizarse con algoritmos para automatizar tareas como proyectar patrón de inspección sobre superficie para simular y generar programa. Los algoritmos pueden ser total o parcialmente automatizados: generan trayectoria según parámetros modificables por operador o programador. Con algoritmos totalmente automatizados, robots se programan en segundos, dice Albert Nubiola, CEO de RoboDK. El proyecto NASA usa algoritmo que crea trayectoria para el robot sobre superficie del fuselaje, evitando ventanas y agujeros.

Programación off-line y simulación antes de descargar al robot

La API también permite crear programas off-line y simularlos antes de descargarlos. «La programación off-line es muy útil cuando se necesita planificar antes de mover el sistema robótico a un hangar», dice Joshua Brown, asociado de mecánica analítica de NASA. La simulación ayuda a comprobar problemas como límites de ejes y colisiones, potencial problema con múltiples cobots. «Ha sido bastante simple meter múltiples robots en una estación y hacerlos trabajar virtualmente antes de tener el metal real volando». Una vez creado y simulado, se descarga al robot para iniciar inspección sin configuración adicional.

Próximas fases: etapa lineal para extender alcance

El sistema está en fase temprana; el objetivo es colocar el marco y resolver detalles. Actualmente, los cobots deben moverse manualmente a distintas áreas del fuselaje y recalibrarse antes de escanear. La siguiente fase: montar cobots en etapa lineal que extenderá alcance a ~3 metros. Esa etapa también podría montarse en otra o par para extender alcance en otro eje o plano.

Consistencia robótica frente a error humano

El sistema puede ahorrar tiempo y dinero: un solo operador supervisa la inspección. Programación y simulación aseguran eficiencia moviendo robots por rutas prácticas y completas. La simulación previene problemas costosos. Los cobots tienen sistema de seguridad que monitoriza cuándo cambiar a modo reducido y paran al contactar con persona, permitiendo trabajar junto a ellos para otros procesos durante inspección infrarroja. También puede mejorar calidad de resultados asegurando inspección completa.

Pero Brown dice que ahora la fiabilidad es más valiosa que ahorro potencial: «Usar robots significa consistencia y poder repetir inspección exactamente igual en mismo sitio sin error humano. Los operadores no se mueven como robots, por eso invertimos en esto».