Lo último en robots: conectividad y colaboración

Como casi todo lo demás en plásticos en estos días, cada vez más los robots están dejando de ser considerados como un equipo aislado e independiente del proceso, para ser vistos como parte de un sistema, de una célula automatizada, o de una planta que trabaja en red.

Una muestra de ello, es que durante la pasada feria K, en Alemania, gran parte del énfasis de las exhibiciones que involucraron robots y sistemas de automatización destacaron cómo los robots pueden “jugar bien con los demás”. Es decir, cómo se conectan con otros equipos, y cómo pueden ser programados de forma sencilla, mientras operan de manera segura y “colaborativa” en cercanía de los seres humanos.

En el presente artículo incluiremos algunas de las innovaciones y exhibiciones más sobresalientes presentadas recientemente en el mercado.

 

Conectividad para la Industria 4.0

El nuevo control para robots R9, de Wittmann Battenfeld, tiene la interfaz OPC UA (Open Platform Communication Unified Architecture, por sus siglas en inglés) que ha sido adoptada en Europa para comunicaciones máquina a máquina bajo el concepto de Industria 4.0. Esta interfaz también es parte de Wemo WIAP 4.0 (por sus siglas Wemo integrated automation process). Esto incluye Wemo connect, una función que utiliza un transmisor inalámbrico dentro del robot que puede comunicarse con la nube y con dispositivos móviles.

Transmite el número de ciclos, horas de operación, tiempos de ciclo, estados de operación con código de colores, e información de ahorro de energía. Otro elemento es el WRS (Wemo Remote Service) para el robot.

En la K 2016, Wemo mostró el WIAP 4.0 a través de la producción placas personalizadas impresas en láser con un código QR. Un funcionario de la empresa dijo que cinco sistemas personalizados de producción se vendieron en Europa para clientes en los mercados electrónico, médico y de automoción. El primer usuario comercial está produciendo clavijas eléctricas en diversas variedades utilizando moldes de insertos. WIAP 4.0, según se informa, reduce el tiempo de configuración para muchas corridas cortas de diferentes clavijas.

Wemo también ha recibido consultas para dichos sistemas, de Estados Unidos y de una empresa oriental operando en India.

El sistema OPC UA  y el concepto de Industria 4.0 también son destacados por los fabricantes de robots de seis ejes. Por ejemplo ABB Robotics ofrece su programa Connected Services, que permite monitorear los datos esenciales para el mantenimiento predictivo. Estos incluyen parámetros tanto mecánicos como eléctricos, como la temperatura del motor, el torque y el consumo de corriente. Otra característica es la evaluación de un grupo de equipos, donde los usuarios pueden comparar la utilización de varios robots ABB en sus plantas.

Kuka Robotics ha añadido una interfaz OPC UA a su modelo colaborativo LBR iiwa (Lightweight Robot intelligent industrial work assistant) (ver abajo).

 

Más robots colaborativos

Una evidencia clara del creciente interés en los llamados robots colaborativos o “cobots”, fue el lanzamiento mundial de YuMi, de ABB. Esta unidad de mesa puede trabajar de manera segura al lado de los seres humanos sin protección mecánica. Tiene dos brazos (cada uno con seis ejes) y un recubrimiento suave, sin bordes o terminaciones agudas que puedan llegar a lastimar.

El torque del motor es bajo, pero la unidad es relativamente rápida para operaciones de extraer y colocar (pick and place). Además de la seguridad, el enfoque se centra en la facilidad de su uso: la simple programación guiada elimina la necesidad de una pantalla. 

Aunque YuMi fue específicamente diseñado para satisfacer las necesidades de una producción ágil y flexible en la industria de electrónica de consumo, también puede cumplir exitosamente requerimientos de ensamble de piezas pequeñas gracias a sus brazos dobles, manos flexibles, un sistema de alimentación de partes universal, localización de partes por medio de cámaras, programación guiada y una precisión en el control de movimientos de última generación.

Así mismo, en la pasada feria K, Fanuc Automation presentó un modelo más pequeño que sus robots colaborativos CR de seis ejes, mientras Boy Machines demostró la entrega de vasos de cerveza directa de robot a humano, utilizando cobots de Universal Robots.

Igualmente, varios proveedores trabajan en convertir sus robots convencionales en robots más colaborativos. Sytrama, de Italia, y Staubli Robotics, de Alemania, ofrecen robots lineales y con brazos articulados que usan escaners compactos láser para detectar la presencia de humanos. Cuando una persona se acerca a una cierta distancia, el robot continúa su ciclo, pero a una velocidad más lenta. Lo que Staubli llama “Velocidad limitada segura (SLS)”.

Al acercarse aún más, el robot puede detenerse completamente (Stop de operación seguro, o SOS). Se inicia de nuevo al momento en que la persona se aleja a cierta distancia. Los nuevos robots de seis ejes TX2 también definen una zona segura alrededor del fin de brazo para prevenir colisiones con obstáculos físicos. Estos modelos también tienen un sensor de piel, cuando la tocan, se detiene el robot.

Kuka también ofrece una alternativa para hacer que un robot estándar tenga características de “cobot”, mediante la adición de una simple programación guiada. Esto se logra con una actualización de software y la conexión temporal de un ratón 3D que se comunica a través de Bluetooth a una tableta. Después de la programación, el ratón se puede quitar y utilizar en otro lugar, mientras el robot funciona normalmente. 

 

Desarrollos de seis ejes y Scara

Kuka introdujo un nuevo enfoque con una serie de conceptos de paquetes personalizados en varios niveles de integración. Estas soluciones  “Ready2” pueden incluir software y hardware pre configurados para funciones específicas o celdas llave en mano. Kuka trabaja con socios como el integrador de robots FPT Robotik GmbH en Alemania. Entre otras cosas, FPT puede programar un robot Kuka con una pantalla de tipo Fanuc para usuarios que ya están familiarizados con los equipos y software Fanuc.

En una línea similar, Sytrama  ahora ofrece su control y pantalla SCP2, estándar en sus robots cartesianos, para usar con robots de seis ejes de ABB, Kuka, y otros. La programación básica se realiza con el control OEM del robot. A continuación, el SCP2 está conectado y opera el robot en un ambiente Sytrama. El SCP2 puede controlar dos robots (lineal o de seis ejes) desde una pantalla. También puede controlar la automatización previa y subsecuente.    

Para las operaciones de extraer y colocar (pick and place) y ensamble de alta velocidad, los robots compactos SCARA (por sus siglas en ingles selective-compliance articulated robot arm) son una opción bien conocida. ABB llevó su primer modelo SCARA a la feria K. La nueva familia IRB 910SC, es modular con capacidad de carga útil de 6 kg (13.2 libras) y “alcance” de 450 a 650 mm. Engel  también ha añadido un modelo SCARA de cuatro ejes a su línea.

Sepro presentó un robot con un brazo articulado 6X-400, de seis ejes, que es el resultado de una alianza reciente entre Sepro y Yaskawa Motoman, de Japón. Es el mayor de los cuatro modelos presentados recientemente para prensas de 800 a 5000 toneladas.

El modelo presentado en la feria, tuvo un radio de alcance de poco más de 4 metros (13 pies) y puede llevar cargas de hasta 120 kg (264 lb). Está diseñado para ser montado en un estante encima de la platina fija u otra estructura elevada, lo que lo convierte en uno de los robots de estante más grande del mundo. Es operado por el control Visual 3, que se utiliza para todos los robots Sepro.

 

Paquetes de automatización modular

Un gran número de proveedores ofrecieron módulos de automatización móviles plug-and-play que pueden incluirse fácilmente junto a una inyectora y ponerse rápidamente en operación. Ejemplos reportados anteriormente  son el sistema Hekuflex, de Hekuma  en Alemania; el easycell de Engel y un concepto similar de KraussMaffei.

También hizo su debut recientemente una célula robot modular LR Mate de Fanuc, suministrada con un paquete de software Quick start up que incluye integración con sistemas de visión Fanuc. Y durante la feria K, CBW Automation mostró su nuevo módulo de automatización Advantage Series en el Stand de Milacron.

Todo cableado y listo para usar, la serie Advatage utiliza una base y una estructura para reducir costos. La modularidad permite que el sistema se adapte rápida y fácilmente a nuevas piezas, minimizando el tiempo de paro para los cambios. CBW también redujo los costos y aumentó la flexibilidad remplazando los alimentadores de vacío de alto flujo con un sistema de aspiración con ventosa.  Las ventosas se pueden mover fácilmente para colocarlas en diferentes partes. Se elimina la tubería costosa de vacío del fin de brazo.

 

Nuevos Grippers

FIPA GmbH, de Alemania, presentó nuevas pinzas de la serie 100, fabricadas en aluminio y completamente recubiertas con goma HNBR resistente a altas temperaturas. Se dice que evitan rayar o dañar incluso piezas pintadas o recubiertas. No contienen silicón. Los cojines gastados se pueden reemplazar en minutos.

FIPA introdujo un sistema de cambio rápido para el fin de brazo del robot. Incorpora una función de ensamble con una indicación visual de bloqueo (Safe-Lock).

ASS Maschinenbau GmbH presentó tres nuevas opciones para el manejo de piezas calientes tales como láminas reforzadas con compuestos orgánicos (tipo organosheet)  precalentadas. Una pinza especial resistente al calor, GRZ10-12 HT, tiene brazos de aluminio dentados y soporta una larga exposición a 150°C (302 °F). Para sostener con una succión sin dientes de piezas calientes como las hojas orgánicas, ASS ofrece insertos de PEEK para sus ventosas VSE. Las ventosas VS HT+ soportan un uso por largos periodos a 300°C (572°F). La compañía también tiene nuevas pinzas de aguja para materiales compuestos flexibles.  

 

Concepto de apilado y empaque, orientado a moldes

Arburg  mostró una celda automatizada que moldeó y montó los platos de petri en PS y las tapas. Una máquina eléctrica Allrounder 470 A (110 toneladas) utilizó un molde stack de 2+2 y la automatización de Mould & Matic Solutions, parte de Kiefel. Las piezas fueron expulsadas en caída libre con guías que las llevaron a un transportador que ensambló platos y tapas y apiló las piezas ensambladas.

 

Robots extractores de colada y para tareas de apoyo

Sepro ofrece dos pequeños robots. Uno es el económico Success 5, robot servo de tres ejes con capacidad de carga de 3 kg (6,6 lb), la extensión del brazo es de 400 mm y la extensión vertical es de 1000 mm. La rotación neumática R1de la muñeca de (0-90 °) es estándar y la rotación R3 (0-90 ° o 0-180 °) es opcional.

Mientras tanto, Engel destacó su nuevo concepto de automatización modular, llamado easicell, en la aplicación IMD DecoJect. Los módulos estandarizados, según la compañía, facilitan la integración de robots y de otros procesos, como el corte y marcado por láser, tratamiento de superficie de plasma, aplicación de sellamientos PUR y transferencias de bandejas o cajas —en todo el proceso de moldeo por inyección.

Arburg presentó un modelo Multilift V con capacidad de carga útil de 40 kg, y Yushin de Japón tenía dos nuevos modelos servo. Uno de ellos es el robot RCII-150 para el manejo de piezas grandes y largas tales como bumpers para autos. La unidad tiene una articulación servo de dos ejes y una carga útil de 40 kg. Su carrera vertical telescópica es de 1550 mm, su carrera lateral es de 1200 mm y la carrera transversal es de 2500mm.

También hubo una nueva versión del robot de ultra alta velocidad HAS con un tiempo de extracción de solamente 0.27 segundos. Otra optimización de la versión introducida en la K 2013 dio a este modelo de doble ala (dos robots en un mismo riel) un perfil más delgado, menos vibración y un peso 13% más bajo.

Después de dos años de integración y rediseño, Wemo Automation de Suecia ha combinado sus líneas y las de Hahn, en Alemania, para ofrecer una gama completa de equipos con acceso superior y acceso lateral en un diseño consistente. Esto incluye robots lineales X design con capacidades de carga útil de 3 a 20 kg (6.6 a 44 libras) para inyectoras de 20 a 800 toneladas métricas, robots lineales Sdesign  de alta velocidad para empaque con capacidad de hasta 3 kg (6.6 libras) para inyectoras de 75 a 300 toneladas métricas.

El nuevo Xline para piezas grandes se ha ampliado para incluir inyectoras desde 75 hasta 2500 toneladas métricas. Los modelos más pequeños son principalmente para máquinas multi componentes con unidades de inyección vertical. Los modelos más nuevos son el 600 xLine con 60 kg (132 libras) de capacidad para inyectoras de 1300 a 2500 toneladas métricas, y el 120 xLine con capacidad de 12 kg (26.4 libras) para inyectoras de 250 a 500 toneladas métricas. Wemo también mostró robots / extractores de colada lineales eDesign e iDesign, con capacidades de 2 a 10 kg (4.4 a 22 libras) para inyectoras de 25 a 300 toneladas métricas.

Wittmann Battenfeld presentó el nuevo controlador R9 para todos sus robots. Con el mismo aspecto y sensación del control R8, con el cual es compatible, el R9 TeachBox tiene una pantalla más grande (10.1 pulgadas) con una resolución más alta y una cubierta de cristal que acepta comandos multi-táctil como en un teléfono inteligente o una tableta, así como teclas de membrana para datos esenciales.