Página de inicio
Documentación
Centro de aprendizaje
DoF
Herramientas
Eventos
Contáctenos Empleos Soporte

¿Qué es la supervisión de máquinas?

La supervisión de máquinas es la aplicación más conocida de la robótica colaborativa. Antes de adentrarnos en los detalles, comencemos por unas definiciones simples.

La definición básica de supervisión es proporcionar atención a algo o alguien. En este caso, la supervisión de máquinas significa cargar o descargar una máquina determinada con piezas o materiales. En la actualidad, las personas llevan a cabo la mayor parte de las aplicaciones de supervisión de máquinas. Los talleres de maquinaria modernos suelen usar máquinas CNC, tales como tornos y fresadoras. Estas máquinas deben ser supervisadas por los trabajadores, quienes colocan la materia prima (en general llamada pieza sin maquinar) en la máquina y la quitan una vez que termina su trabajo. Sin embargo, ya que es cada vez más difícil encontrar trabajadores calificados, las empresas están incorporando robots a sus talleres para compensar la falta de empleados.

El proceso de supervisión de máquinas robóticas puede repetirse continuamente, suponiendo que el robot recibe de forma constante piezas sin maquinar y la máquina produce piezas de calidad. Algunas industrias usan robots para un solo paso de producción, como vaciar máquinas de moldeo por inyección o máquinas CNC. Cuando la producción funciona las 24 horas, los robots le permiten minimizar el tiempo de ciclo y ejecutar el proceso de forma continua eliminando piezas del área de trabajo de la máquina.

Supervisión de máquinas con un robot colaborativo

Los robots colaborativos, o cobots, son robots con potencia y fuerza limitadas. Estos robots pueden utilizarse sin protección para máquinas, o bien incluyen otras características de seguridad. Los cobots pueden colocarse al lado de una máquina o persona y programarse para realizar una tarea específica sin necesidad de aislarlos del ambiente que los rodea.Los robots colaborativos, o cobots, son robots con potencia y fuerza limitadas. Estos robots pueden utilizarse sin protección para máquinas, o bien incluyen otras características de seguridad. Los cobots pueden colocarse al lado de una máquina o persona y programarse para realizar una tarea específica sin necesidad de aislarlos del ambiente que los rodea.

Dicho esto, incorporar un cobot a una máquina CNC y programarlo para que cargue y descargue piezas no es tan simple como suena. Se necesita elegir un robot que pueda hacer el trabajo y que alcance un nivel de rendimiento comparable al de un trabajador humano.

Anatomía de una célula de supervisión de máquinas

Una célula CNC es bastante compleja. Sin embargo, existen elementos recurrentes que representan el núcleo de una célula de supervisión de máquinas robóticas. El análisis se puede desglosar en la siguiente terminología:

  1. Máquina CNC: Maquina las piezas de forma autónoma (CNC significa control numérico por computadora).
  2. Dispositivos de sujeción: Sostienen las piezas mientras la máquina trabaja con ellas.
  3. Controlador: Coordina los movimientos de la máquina.
  4. Operador: Maneja la máquina (en una célula operada por una persona); maneja el robot (en una célula robótica).
  5. Dispositivo de programación: Dispositivo de mano utilizado para programar a un robot.
  6. Piezas: Material que ingresa a la máquina como pieza sin maquinar (por lo general de a uno) y sale como pieza maquinada.
  7. Pinza: Agarra la materia prima, la coloca en la máquina y recoge la pieza maquinada una vez terminado el proceso de transformación.
  8. Robot: Realiza la tediosa acción de cargar y descargar piezas en lugar del operador, incluso la apertura y el cierre de la puerta CNC.
  9. Puerta CNC: Retiene los residuos metálicos dentro de la máquina CNC y evita que las piezas salgan despedidas durante el funcionamiento de la máquina

Tal vez quiera echar un vistazo al siguiente video para comprender mejor los diferentes pasos necesarios para realizar la supervisión de máquinas con un Universal Robot y una pinza de 2 dedos 85 de Robotiq. Universal Robot y una pinza de 2 dedos 85 de Robotiq..

Seguridad

Una de las razones por la que es fácil usar robots colaborativos en aplicaciones de supervisión de máquinas es por sus características de seguridad integradas. El robot no solo se detendrá automáticamente al entrar en contacto con algo (o alguien), sino que sus movimientos también pueden estar limitados a un espacio determinado. Solo lleva unos minutos configurar un plan de seguridad que restrinja los movimientos del brazo del robot a un espacio de trabajo determinado. Esto reduce el peligro de utilizar un robot y también reduce la necesidad de adquirir cercos u otros dispositivos de seguridad para evitar colisiones con los trabajadores.

Si los trabajadores no han visto antes un robot colaborativo en el trabajo, puede que la idea de trabajar cerca de uno los ponga nerviosos. Una forma excelente de calmar la ansiedad es demostrar seguridad a la hora del funcionamiento. Use su primer proyecto para demostrar las características de seguridad de los cobots. Se correrá la voz sobre la suavidad con la que se mueve el robot y lo fácil que se detiene; y de esta manera, los trabajadores se tranquilizarán

¿Quién determina los lineamientos de seguridad para los cobots?

La fuente más reconocida de lineamientos de seguridad para cobots es la ISO/TS 15066. Se trata de un informe técnico realizado por la Organización Internacional de Normalización (International Organization for Standardization, ISO). La ISO/TS 15066 (Robots y dispositivos robóticos: robots colaborativos) todavía no es una norma. Es una especificación técnica (technical specification,TS) ya que se necesita más desarrollo técnico para que pueda convertirse por completo en una norma.

FPara nuestros fines, esto significa que los límites de seguridad que prescribe pueden cambiar. A medida que comprendamos mejor los aspectos prácticos del trabajo con robots colaborativos, los límites se irán actualizando. Sin embargo, aunque todavía no sea una norma por completo, nos referiremos a este informe como una “norma”, ya que es lo más cercano a una norma que tenemos en el área de seguridad de cobots. Puede encontrar la explicación relacionada con la norma en nuestro libro electrónico, ISO/TS 15066.

Ejemplos de empresas

Hoy en día, las empresas utilizan cobots (robots colaborativos) para alcanzar tres objetivos: ampliar la producción, reorientar a los trabajadores humanos hacia tareas de mayor valor y garantizar la seguridad de todos. En esta sección, echaremos un vistazo a varios ejemplos de cómo lo están haciendo.

Trelleborg: Aumento de la producción

En Trelleborg Sealing Solutions, una empresa danesa de fabricación, se utilizan robots colaborativos como alternativas más pequeñas y seguras a los robots industriales tradicionales. Efectivamente, cada cobot se ha vuelto un accesorio para cada máquina CNC. Tal como explica Jasper Riis, el jefe de Producción de la empresa: “Cada vez que compramos una nueva máquina, también ordenamos un robot para ella”. Este es un enfoque totalmente válido, y es claramente muy eficaz para los propósitos de Trelleborg.

Los operadores de máquinas de la empresa pueden programar los robots a un nivel básico, pero esa parece ser toda la capacitación en robótica que tienen en esta etapa. El trabajo de los operadores continúa siendo bastante similar a la supervisión de máquinas que hacían anteriormente. La diferencia principal es la escala. Antes, cada trabajador supervisaba tres máquinas a la vez, mientras que ahora, supervisa ocho.

Lowercase NYC: Proyecto de integración de 5 días

Para fabricar sus elegantes gafas, Lowercase NYC importa materia prima en planchas. Se cortan las planchas en pequeñas tabletas y luego una máquina CNC las convierte en monturas para gafas. La máquina es supervisada por un cobot UR5 de Universal Robots y una pinza Robotiq. El robot toma la materia prima, la carga en la primera posición, cierra la puerta, presiona el botón de inicio y luego repite todo el proceso en la segunda posición. Luego de que la máquina hace su trabajo, el robot retira el par de gafas terminado y lo coloca en una cubeta. Luego, las gafas pasan por varias etapas de ajustes precisos antes de estar listas para su envío.

Cada lote de producción en la máquina CNC genera en promedio 500 unidades, y alrededor de 30 a 40 unidades de cada estilo. Brian Vallario, cofundador de Lowercase NYC, explica que incluso aunque produzca un volumen tan pequeño, el proceso automatizado es, por lejos, la mejor solución. “Solo debo hacer unas pocas modificaciones manuales a las prensas cada vez que se usan. El resto es totalmente automático”, explica. “Esta automatización es importante para nosotros. La producción de gafas es un proceso de trabajo muy intenso, y somos un equipo tan pequeño que cada mejora que agregamos para ser más eficientes es enorme. Tener un producto que me permite sentarme frente a la computadora para trabajar en el diseño o trabajar en las tareas que requieren mucha mano de obra que no pueden hacer las máquinas es una gran ventaja para nosotros”

Tegra Medical: Reorientar a los trabajadores humanos

Algunas personas puede que lean las historias anteriores y piensen: “Suena como si el robot hubiera tomado el lugar de ese operador y, ahora ese hombre hubiera perdido su trabajo” Pero eso no es verdad. El objetivo de los robots colaboradores es realizar tareas más manuales y liberar a los trabajadores humanos para que puedan realizar tareas más valiosas.

En vez de realizar tareas físicas, los trabajadores pueden pasar más tiempo en las áreas de control de calidad, verificación de piezas y optimización de procesos, y asegurarse de que todo va bien en la producción. Las tareas como el mantenimiento de equipos pueden realizarse más a menudo, y sin tener que preocuparse por la alimentación de la máquina. Los cobots permiten que los empleados:

  • Se concentren en la optimización del proceso.
  • Se concentren en la calidad del producto y su verificación.
  • Sean reorientados a tareas más importantes o urgentes.
  • Trabajen en un ambiente más estimulante.

En vez de pararse en frente de la máquina y esperar a que salga la siguiente pieza, los empleados pueden seguir aprendiendo nuevas tareas. A la larga, los empleados tienen trabajos más estimulantes y los gerentes obtienen una mejor producción. Todos ganan.

Tegra Medical comenzó de a poco a incorporar robots colaborativos; primero incluyó un solo robot UR5 y, luego aumentó la cantidad a tres robots UR5 en diferentes máquinas. La cultura de capacitación e innovación es una parte clave del enfoque de Tegra. Tal como explica Hal Blenkhorn, director de Fabricación: “Nadie va a perder su trabajo por culpa de un robot. Intentamos agregar más valor a los empleados, capacitarlos para que aprendan nuevas habilidades, ya sea enseñarles una operación distinta o convertirlos en supervisores de robots dentro de esa área”.

La cultura de contar con expertos propios permitió que Tegra se volviera creativa en el uso de los robots. Con lo que habían aprendido gracias a sus tres primeras integraciones, los miembros del equipo se embarcaron en una aplicación ambiciosa para su siguiente robot, un UR10. Tal como explica Blenkhorn: “El desafío que presentó la última célula fue fabricar tres productos diferentes en tres operaciones diferentes. Es poco común para nosotros, e inusual en la industria, tener una célula de modelo mixto como esa para alimentar tres productos (diferentes) al mismo tiempo”.

Al tomar el control de las funciones de programación básicas, el equipo de fabricación le ha dado a Blenkhorn más tiempo para desarrollas nuevas aplicaciones. Los operadores incluso son capaces de participar en el desarrollo de estas nuevas aplicaciones.

Esto queda claro cuando el ingeniero de fabricación sénior Paul Quitzau habla sobre la nueva aplicación de Tegra: “Estamos muy entusiasmados. Hemos adquirido nuestro cuarto robot y lo aplicaremos en otra área de nuestra empresa en donde realizamos marcado con láser”. Con respecto a cuán fácil fue instalarlo, Quitzau dice: “Pude construir la aplicación completa sin muchos problemas, y eso que no soy un programador, sino un mecánico”.

Recursos adicionales para la supervisión de máquinas

Paquete de supervisión de máquinas

Comience la producción más rápido con la supervisión de máquinas robóticas Descubra cómo puede mejorar la producción de su máquina CNC.

Lo que debe buscar al automatizar la supervisión de máquinas

Consejos avanzados para configurar de forma apropiada la supervisión de máquinas. La supervisión de máquinas realizada por robots es un tema importante en los procesos de automatización industrial.

Automatice el proceso de supervisión de máquinas paso a paso

Una guía paso a paso para automatizar su máquina CNC con un robot colaborativo estableciendo bases de referencia, confiando en los datos de automatización, obteniendo el diseño adecuado de célula robótica y asegurando la rentabilidad.