Robots móviles aumentan productividad y seguridad en fabricante de electrónica

Una flota móvil de robots Universal Robots ahora recibe órdenes de trabajo diarias para resolver tareas cambiantes para el fabricante de electrónica de alta mezcla/bajo volumen Scott Fetzer Electrical Group (SFEG; Fairview, TN). Suministrados por Universal Robots USA Inc. (East Setauket, NY; Odense, Dinamarca), los robots colaborativos UR han optimizado la producción en un 20 %, asumiendo tareas monótonas y potencialmente peligrosas de empleados ahora reasignados a trabajos más gratificantes.

SFEG se formó en 2010 para reunir las capacidades de tres negocios de Scott Fetzer Company: France Power Solutions, Northland Motor Technology y Kingston Products. Ubicada en las afueras de Nashville, la empresa diseña y fabrica productos de energía eléctrica, incluyendo transformadores, fuentes de alimentación, controles de movimiento y sistemas de accionamiento.

Cuando el primer robot UR5 llegó a SFEG, fue rápidamente llamado "Waldo" inspirado en los populares libros ¿Dónde está Waldo? que presentan a un amigable compañero que sigue apareciendo en nuevos lugares entre multitudes de gente.

“Un día, Waldo estaría doblando chapa, al día siguiente realizaría tareas de pick-and-place, y al tercer día lo llevaríamos al Día de la Fabricación en el instituto local”, dijo Matthew Bush, director de operaciones en SFEG, fabricante de una amplia gama de motores y componentes eléctricos.

Los robots UR son un nuevo tipo de robot clasificado como colaborativo debido a su diseño interactivo. Los robots colaborativos son fáciles de configurar para una nueva tarea y cuentan con sistemas de seguridad integrados que permiten que el brazo del robot se detenga automáticamente si encuentra objetos o personas en su ruta.

Bush descubrió esta nueva solución de automatización mientras buscaba formas de hacer a SFEG más competitiva a escala global, mientras aprovechaba mejor la maquinaria existente. “Uno de nuestros mayores desafíos como productor de alta mezcla/bajo volumen es que la mayoría de nuestras líneas no funcionan todo el tiempo. Intentar encontrar una forma de poner robots en la línea en el sentido tradicional era un desafío muy grande”, dijo Bush.

“Queríamos construir una fuerza de robots móvil y flexible, y la única forma en que lo lograríamos era con un robot colaborativo. Solo vimos un par de ofertas y el robot UR fue el único robot que pensamos que podía hacer el trabajo. Tiene la velocidad y precisión de un robot industrial estándar con la capacidad de moverse y trabajar junto a humanos”, dijo Bush.

SFEG colocó los robots UR en pedestales con ruedas y ahora está construyendo la flota de robots UR móviles desplegados por el departamento de chapa. Los robots se están integrando en todo el ciclo de producción desde el corte de la chapa inicial en la prensa de corte hasta el conformado, plegado y ensamblaje final de los componentes eléctricos. Se planean robots adicionales para ayudar a atender las prensas de torreta y prensas plegadoras.

El Gerente General Rob Goldiez dijo, “Estamos viendo aproximadamente un aumento del 20 % teniendo un marcapasos con los Universal Robots trabajando mano a mano con nuestra gente”. Los robots UR que trabajan la línea de campo de motor son un UR5 y un UR10 robot nombrados por su carga útil en kilos. Los robots todos cuentan con repetibilidad de 0,1 mm y alcance de 19,7 a 51,2" (500-1300 mm).

El UR5 se coloca al final de la línea junto a un empleado que le pasa una pieza de campo de motor al robot. El UR5 recoge la pieza, la pone en un soporte, recoge un cortador de alambre para recortar los cables, y luego coloca la pieza para que el robot UR10 la recoja y la ponga en un transportador para ensamblaje final.

“Podemos interconectar múltiples robots y leer a través de Modbus las conexiones TCP y estado del robot. También podemos pasar información a otros paquetes de software, y recopilar datos. Abre muchas puertas para hacer muchas cosas que apenas estamos empezando a ver”, dijo el ingeniero principal Jamie Cook.

Un robot UR viene con un colgante de pantalla táctil a través del cual se hace toda la programación. Dirigir el brazo del robot puede hacerse ya sea a través de teclas de flecha en la pantalla, o simplemente agarrando el brazo del robot y "enseñándole" los movimientos deseados entre puntos de paso. Eso eliminó la programación de texto estructurado que Cook normalmente tenía que codificar al trabajar con robots tradicionales.

“Fue realmente fácil de aprender y fue mucho más suave de lo que anticipaba. Diría que tomó un tercio a la mitad del tiempo de implementación basado en experiencias previas que he tenido”, dijo Cook.

Mientras SFEG buscaba tareas para automatizar, eliminar tareas monótonas y potencialmente peligrosas era la prioridad número uno. Otra tarea ahora manejada por la flota móvil de robots UR es rellenar epoxi en placas de circuito.

En el pasado, los empleados hacían un gran lote de placas de circuito y se quedaban allí rellenándolas manualmente con epoxi de dos componentes y enviándolas por la línea de curado. Hoy, el robot hace eso todo el día permitiéndonos ir a un flujo de una pieza. Los riesgos de seguridad ahora se evitan en la línea de campo de motor al tener un robot UR manejar el corte de alambre.

“Es una aplicación potencial de síndrome del túnel carpiano cortando unos 16,000 alambres al día a mano. Así que pensamos que era un gran lugar para poner robots —¡que les den el túnel carpiano a ellos!”

“Estamos viendo aproximadamente un movimiento 1 a 1 de personas de donde ponemos un robot que nos permite mover a una persona a otra área del negocio. Tenemos 14 robots de Universal Robots ahora y a medida que los tengamos todos implementados, esperamos poder reposicionar 14 empleados”, dijo Goldiez.

Una de las próximas tareas de robot actualmente en desarrollo en SFEG es poner clips en C en armaduras. En el horno de barniz, dos UR10s cargarán y descargarán cestas con motores. Un UR10 ya está desplegado al final del transportador de barniz, trabajando como una simple estación de transferencia, moviendo cestas entre líneas.

“Estamos mirando todo lo que diseñamos ahora nuevo para asegurarnos de que podamos ensamblarlo con un robot. Si no podemos armar eso con un robot, tenemos que volver a la mesa de dibujo e intentarlo de nuevo”.

Para más información de Universal Robots USA Inc., vaya a www.universal-robots.com, o llame al 631-610-9664.

Este artículo se publicó por primera vez en la edición de marzo de 2016 de la revista Manufacturing Engineering. Lea "Mobile Robots Increase Worker Productivity, Safety" como PDF.