Vayamos audazmente a donde ningún robot ha llegado antes

INTELIGENCIA DE CAMPO:Procesos, Soluciones y Estrategias Inteligentes

COVID-19 puso de relieve la fragilidad de la cadena de suministro de fabricación de EE. UU. Responder a crisis de muchos tipos requiere, al menos, la capacidad de reparar o reconstruir rápidamente las máquinas que son la base de nuestra economía.
El artesano polivalente o el fabricante de herramientas y troqueles representa el ideal de hacia dónde queremos ir en el futuro.

El fabricante de herramientas y matrices puede acceder a muchos procesos (mecanizado, conformado, soldadura, tratamiento térmico, etc.) y puede improvisar en función de los materiales disponibles y las sorpresas inevitables.

La desventaja de los artesanos humanos es que no son tan reproducibles, precisos o fuertes como las máquinas. Tampoco pueden trabajar sin luz, 24/7.
Muchos colaboradores y yo hemos estado formando una visión del futuro donde los sistemas autónomos pueden actuar básicamente como artesanos expertos y utilizar nuevas herramientas para el procesamiento sustractivo, aditivo, de unión y deformación para fabricar e inspeccionar componentes de calidad garantizada.

Se necesitan dos cosas para alcanzar este futuro:una visión compartida para un camino hacia la fabricación autónoma híbrida y nuevas herramientas para actualizar este enfoque:

La parte de la visión

Inspirándose en la norma SAE J3016, definiendo niveles de autonomía de conducción, se proponen niveles de autonomía de fabricación.

El nivel 0 no representa automatización. El nivel 1 incluye seguimiento de ruta CNC. El nivel 2 incluye la corrección de errores de bucle cerrado. El nivel 3 abarca elementos de Industria 4.0 de captura de datos de todo el sistema para tomar decisiones.

Los niveles 4 y 5 incluyen múltiples procesos (sumar, restar, unir, lanzar, etc.) en un marco integrado. En el Nivel 4, el sistema puede fijar y transferir automáticamente el componente de un proceso a otro.

El nivel más alto, 5, imita una conversación con un artesano experto donde se pueden discutir las compensaciones entre el costo, el rendimiento y el tiempo de entrega y, una vez elegido, ejecutar sin intervención humana mientras se registran datos críticos que aseguran la calidad de los componentes y se comparte la experiencia con otros. células de fabricación.

Nuevas herramientas y procesos

Esta visión nos libera de las herramientas, troqueles y prensas muy grandes que a menudo establecen el tiempo de entrega y los gastos de capital.

En cambio, podemos imaginar múltiples herramientas pequeñas para agregar, deformar y cortar trabajando simultáneamente en una pieza, como múltiples hormigas robóticas que realizan trabajos variados pero con un control dimensional preciso.

Si bien los académicos de ingeniería se han centrado en el análisis de procesos de fabricación altamente productivos, hay muchas oportunidades en procesos de menor escala y altamente controlados.

Muchos procesos de fabricación basados ​​en herramientas simples y livianas podrían ser bastante poderosos en este paradigma.

Por ejemplo, mi grupo está desarrollando procesos de soldadura locales, de alta velocidad, de estado sólido y basados ​​en impacto que utilizan equipos muy livianos.

Debido a que no calientan el material, no hay distorsión térmica ni degradación de los materiales, y pueden unir metales muy fuertes y diferentes.

Estos y otros procesos similares basados ​​en herramientas ligeras y ágiles serán fundamentales para este nuevo taller automatizado.

Con los rápidos avances en sensores, cómputos, robótica y procesos, parece inevitable que estas innovaciones de procesos complementarán nuestra producción en masa muy eficiente existente para crear productos complejos de alta calidad cuando y donde se necesiten.