Dominando la Integración de Cobots: 4 Preguntas Clave Respondidas

Troy Ojalehto, integrador de sistemas certificado en Universal Robots, integra el cobot UR5 para atención de máquinas CNC en Toolcraft Inc. Algunos talleres eligen usar un integrador mientras otros hacen la integración ellos mismos. Créditos de foto: Universal Robots Inc.

La integración de robots colaborativos o "cobots" se ha vuelto cada vez más popular para talleres de mecanizado que buscan formas de automatizar la atención de máquinas. Durante la pandemia de COVID-19 especialmente, muchas empresas han comprendido la importancia de la automatización mientras lidiaban con los desafíos del distanciamiento social y trabajar alrededor de operadores de máquinas ausentes. Otros ya habían comenzado a usar cobots para utilizar a sus maquinistas calificados en tareas más importantes donde el cerebro humano no puede ser reemplazado.

Aunque los cobots varían en diseño, todos presentan alguna combinación de tecnologías que les permiten funcionar de forma segura junto a humanos en un área compartida, a diferencia de los robots industriales convencionales que operan de forma autónoma dentro de una celda protegida. Mayormente se asemejan y funcionan como un brazo humano (teniendo seis o siete ejes), son fáciles de programar. Muchos fabricantes de cobots presumen que los operadores necesitan poca o ninguna experiencia con programación de robots para configurarlos y programarlos exitosamente.

Sin embargo, las empresas que tienen poca o ninguna experiencia con la integración de robots podrían tener reservas sobre lanzarse de cabeza a la atención de máquinas con cobots, ya que podrían quedar preguntas sin respuesta. Para responder estas preguntas, hablamos con Universal Robots (UR), un fabricante de robots colaborativos, para arrojar luz sobre los conceptos básicos de la instalación de un cobot.

¿Cómo hago que el CNC y el robot se comuniquen entre sí?

Esta respuesta depende de la edad de la herramienta de máquina y el CNC. Hay dos formas básicas de comunicación posibles. Para máquinas heredadas, es probable que sea a través de E/S digital (entrada/salida) y cableado de relés. Esta función emite una señal del CNC al cobot, que a su vez la recibe como un comando de entrada comunicando condiciones como husillo encendido/apagado, mandíbulas abiertas/cerradas, puerta abierta/cerrada y más.

Para máquinas más nuevas, la comunicación Ethernet es la más efectiva para comunicarse de ida y vuelta entre el CNC y el cobot, o para enviar

Para máquinas más nuevas, la comunicación Ethernet es la más efectiva para comunicarse de ida y vuelta entre el CNC y el robot. VersaBuilt ofrece un kit de comunicación Ethernet que facilita la conexión del CNC y el robot.

"señales de handshake". Estas señales de handshake son la forma más reciente de comunicación en la industria, y requieren una interfaz plug-and-play que produzca un archivo EDS o GSD para comunicarse.

VersaBuilt, que es socio de UR, ofrece kits de comunicación Ethernet llamados Robot2CNC para controles seleccionados (incluyendo Haas), lo que hace que la instalación de estas conexiones sea más fácil con instrucciones paso a paso bien escritas.

Dado que la tecnología de herramientas de máquina continúa evolucionando, las herramientas de máquina más nuevas se están construyendo para soportar mejor la automatización colaborativa. "Los fabricantes de herramientas de máquina han descubierto que esto es una ventaja competitiva clave", dice Joe Campbell, gerente senior de marketing estratégico y desarrollo de aplicaciones en UR. "Por lo tanto, son más acomodaticios que nunca. Están facilitando la interfaz en lugar de bloquearla".

Como resultado, la integración se está volviendo más fácil con las herramientas de máquina más nuevas, y esa facilidad seguirá creciendo, añade Karl Sheppard, jefe regional de servicio al cliente en UR.

Él cree que la comunicación plug-and-play es el aspecto más importante para muchos talleres de mecanizado pequeños y medianos para tener la capacidad de integrar rápidamente estos cobots en sus instalaciones. "Cubrir la brecha para la interfaz es en última instancia la clave", dice.

¿Necesito un integrador?

Algunos talleres eligen usar un integrador (una empresa que viene in situ para integrar el cobot en la planta del taller), mientras que otros eligen hacer la integración ellos mismos. Depende de la experiencia en robots/cobots del taller y su nivel de comodidad con la instalación de un cobot por su cuenta.

Los integradores de robots tienen mucha experiencia trabajando con diferentes marcas de cobots, y están familiarizados con las diferentes interfaces e instalación, explica Sheppard. Para usuarios de cobots por primera vez, un taller podría sentirse más confiado usando un integrador.

Sin embargo, él cree que los talleres de mecanizado y sus ingenieros pueden ser más críticos para el proceso de integración que un integrador porque conocen mejor sus máquinas y necesidades de automatización.

¿Hago mi propio utillaje de extremo de brazo?

Muchos talleres eligen construir su propio utillaje de extremo de brazo para sus cobots porque tienen esa capacidad internamente. Ahorra dinero hacerlo ellos mismos, y encuentran que tienen control sobre la calidad y el diseño para adaptarse a sus necesidades exactas.

Si un taller elige no hacer su propio utillaje de extremo de brazo, hay otras opciones. Por ejemplo, las pinzas OnRobot son certificadas UR+, lo que significa que se integran perfectamente con los cobots UR, tanto hardware como software. Todo el software de control para la pinza está integrado en el colgante de enseñanza del cobot UR.

Sin embargo, hay otras preocupaciones que deben abordarse antes de decidir si emprender tal proyecto internamente. "Tienes que considerar seguridad, cableado y comunicación con el CNC", explica Sheppard. Saber cómo programar o comunicar los comandos de handshake es crítico, dice.

Si un taller no se siente cómodo manejando los detalles que conlleva crear su propio utillaje de extremo de brazo, comprar componentes UR+ es una opción. El Programa de Socios UR+ ofrece pinzas de manipulación desarrolladas por diferentes empresas socias de UR que están personalizadas y certificadas para robots UR.

¿Necesito realizar una evaluación de riesgos?

Sí. Los cobots necesitan una evaluación de riesgos al igual que sus contrapartes de robots tradicionales. De hecho, los cobots UR tienen 17 niveles de protocolo de seguridad, que se ajustan a los requisitos únicos de seguridad de cada taller.

Los ajustes de instalación según esta evaluación de riesgos son mucho más fáciles con cobots que con robots. "En el pasado, harías una evaluación de riesgos, y tendrías que venir y posiblemente agrandar tu cerca, mover esto dos pies atrás, y así sucesivamente", dice Sheppard sobre la instalación de robots tradicionales. "Ahora, tienes un cobot en el que puedes entrar y cambiar la fuerza o la velocidad u otras variables diferentes en segundos para adaptarse a tu evaluación de riesgos. Así que, desde el punto de vista de la facilidad de integración, literalmente puedes hacer cambios, por software, que se convierten en hardware, y estás listo para funcionar en horas".

Los cobots son conocidos por su facilidad de programación y uso. Este colgante de enseñanza de cobot no solo es fácil de usar sino también resistente al polvo y al agua.

Para un taller inexperto que no ha hecho una evaluación de riesgos para automatización, Campbell recomienda visitar el sitio web de la Asociación de Industria Robótica (RIA), robotics.org, para tomar la capacitación fundamental sobre seguridad de robots y evaluación de riesgos que ofrece antes de comenzar el proceso de evaluación de riesgos.

"La RIA tiene paquetes de capacitación rentables", dice Campbell. "Sin embargo, si no tienes a nadie en tu equipo que tenga tiempo para hacer esto, entonces tal vez deberías ir fuera de la empresa. La RIA tiene una colección de consultores calificados que visitarán una empresa para ayudar". Recomienda posiblemente contratar un consultor para la primera integración de cobot, y luego, después de la primera experiencia, es probable que un taller entienda el proceso y no necesite contratar un consultor la próxima vez.

La especificación técnica ISO/TS 15066:2016 es otro buen punto de partida que ayuda a facilitar la integración de cobots. La especificación ofrece orientación para realizar evaluaciones de riesgos preliminares más sofisticadas tanto del sistema de cobot como del entorno que compartirá con humanos.

Universal Robots USA Inc. | 844-462-6268 | universal-robots.com

Crédito de foto de paisaje: Universal Robots