Impulsando la eficiencia del taller de trabajos con un brazo cobot compacto

La automatización de atención de máquina se está volviendo cada vez más común en talleres de trabajos en Estados Unidos, adoptando una variedad de formas desde simples a complejas. Para muchos de estos talleres, el sistema de automatización cada vez más puede ser algo que no ocupa mucho espacio en la planta de producción, no requiere integración a gran escala, y tiene la flexibilidad de ser fácilmente reutilizado para futuros trabajos. B.I.C. Precision Machine Co. Inc. es un ejemplo: La automatización aquí tomó la forma de un brazo cobot.

El pasado febrero, el taller de trabajos con base en Blanchester, Ohio, decidió automatizar un trabajo de contrato repetitivo que era muy intensivo en mano de obra. En el pasado, un empleado cargaba y descargaba piezas de dos tornos Doosan situados perpendicularmente entre sí, produciendo núcleos de hierro-silicio usados en dispositivos de seguridad ferroviarios. El tiempo de ciclo rápido dejaba a los empleados esencialmente dando vueltas todo el día mientras atendían las máquinas.

Para aliviar la carga física de este trabajo, el taller primero adaptó las puertas de la máquina para que se abrieran automáticamente, luego instaló un pedal y un botón de palma para abrir y cerrar el mandril, pero la naturaleza repetitiva del trabajo seguía siendo dura para los empleados. Para empeorar las cosas, el taller tenía problemas de calidad al cambiar empleados dentro y fuera de esa posición en asignaciones semanales.

"Estábamos corriendo dos turnos en estas piezas las 24 horas, y recibíamos quejas", dice el capataz Shawn Allen. "Los empleados odiaban la carga y descarga de las dos máquinas".

Armados con automatización

Para resolver este problema, B.I.C. invirtió en el brazo de robot colaborativo OB7 de Productive Robotics, suministrado por Absolute Machine Tools. El OB7 es un cobot independiente de siete ejes que tiene un alcance de 1.000 mm y puede acomodar una carga útil de 11 libras con repetibilidad de ±0,1 mm.

La capacidad del brazo cobot para trabajar de forma segura junto a los empleados de B.I.C. sin necesidad de vallas de seguridad fue muy importante para la empresa porque no quería que la automatización reemplazara un trabajo humano. En lugar de que los empleados pasaran su semana realizando tareas repetitivas de carga y descarga, ahora están libres para preparar piezas para el brazo cobot y hacer trabajos más interesantes, como controles de calidad en piezas de tolerancias ajustadas.

Para integrar el robot en la celda de tornos, Absolute trabajó con B.I.C. para colocar las máquinas en paralelo entre sí para que el brazo cobot pudiera situarse entre las máquinas. Usando una pinza neumática personalizada diseñada por Absolute, el cobot descarga el núcleo del primer torno y lo coloca en la estación de staging especializada inferior cerca de la puerta del segundo torno. El brazo cobot vuelve al primer torno y agarra y carga un núcleo sin mecanizar que espera en la única estación de staging del torno. El brazo cobot se mueve al torno dos, donde la pinza retira la pieza completada y la coloca en la estación de staging superior antes de cargar la máquina con el núcleo que espera en la estación inferior. Finalmente, el brazo cobot toma la pieza terminada de la estación de staging superior y la coloca en una bandeja de núcleos completados. Este proceso permite al brazo cobot acceder a hasta 20 núcleos en un proceso, corriendo unos 30 minutos antes de que un empleado sea necesario para preparar nuevos núcleos para torneado y mover los núcleos completados a una operación de fresado final.

Aunque B.I.C. está satisfecho con el resultado final de la integración del cobot, la instalación inicial requirió esfuerzo. El primer reto fue agarrar consistentemente la pieza. Dado que el núcleo de hierro-silicio comienza como forja, las piezas son inconsistentes en forma. Para remediar esto, Absolute ideó una pinza neumática personalizada para reemplazar la pinza electrónica original del brazo cobot. El segundo reto fue el gran número de ubicaciones —10 en total— que el taller necesitaba enseñar al brazo cobot para realizar las acciones descritas. Afortunadamente, el OB7 no se programa como robots tradicionales. En su lugar, la programación usa una tablet Samsung ejecutando una aplicación en modo enseñanza que rastrea y imita el camino del brazo cobot.

Burns dice que llegar a la programación y pinza correctas llevó tiempo —incluso la automatización "fácil" como un cobot no fue un éxito inmediato. Sin embargo, evitar la fatiga por repetición y cumplir los requisitos de tolerancia ajustada han hecho que la automatización valga la pena, dice.