Uso seguro en la colaboración entre personas y robots

La automatización industrial entre usuario y tecnología se enfrenta a un cambio sustancial.

4. Diálogo entre usuario y tecnología SCHUNK

El director de desarrollo de SCHUNK, el Prof. Dr. med. Markus Glück, está seguro de que las aplicaciones colaborativas para robots en el ámbito de la producción aumentarán de forma notable en los próximos años. La importancia de esta tendencia se reflejó en la gran participación registrada en el 4.º Diálogo entre usuario y tecnología de SCHUNK sobre «Implementación segura de la colaboración entre humanos y robots en las empresas».

Durante dos días, especialistas en automoción, robótica, automatización e ingeniería, así como empresas industriales de tamaño medio de Alemania y Europa, se reunieron para discutir las aplicaciones y oportunidades que ofrece la colaboración entre humanos y robots y experimentarlas de cerca.

El Pro. Dr. Markus Glück, director de Innovación en SCHUNK, confía en que esa actuación colaborativa, en el sentido de interacción ilimitada con los robots, se encuentre a las puertas de un gran avance. Las principales fuerzas motrices son el alivio ergonómico, la mayor flexibilidad de los procesos de trabajo, una mayor eficiencia, así como la expansión de la logística, la carga, la manipulación y el reequipamiento.

«Se trata de unir los puntos fuertes de los humanos y los robots», señaló Glück. La velocidad, la potencia, la precisión de repetición y la alta calidad de la robótica se combinarán con los puntos fuertes humanos de la percepción, improvisación, reacción y adaptación para crear sinergias. El objetivo: automatización y máxima flexibilidad de uso.

Comprobación minuciosa de antemano

El director de desarrollo reconoce que los primeros proyectos requieren una cantidad considerable de trabajo que no se debería subestimar: «Los habituales periodos de amortización de menos de dos años serán difíciles de conseguir al principio», indica Glück, quien recomienda un comienzo sistemático en el que se evalúe la idoneidad de las aplicaciones de colaboración entre personas y robots en función de criterios de elegibilidad específicos.

Estos criterios incluyen el coste de programación o la capacidad de implementar una guía de funcionamiento, el coste de integrar la aplicación en la cadena de procesos, opciones de instrucción, manipulación y reconocimiento intuitivas, exigencias de ciclo moderadas, así como la relación de los empleados con la tecnología.

También recomienda Glück llevar a cabo una evaluación del negocio que tenga en cuenta los costes de adquisición, puesta en funcionamiento e integración de los robots, así como los costes de las medidas de seguridad y certificación. Sin embargo, por otro lado, la evaluación debe tener en cuenta el ahorro conseguido al reducir los costes de personal y aumentar la productividad.

Sobre todo, los primeros proyectos deberían ser abordados con esmero, planeados minuciosamente e implantados de forma sencilla.

El director de producto de SCHUNK Benedikt Janssen presentó las opciones de SCHUNK para periféricos cobot. Por ejemplo, el co-act EGL-C de SCHUNK supera el límite de fuerza habitual de 140 N en aplicaciones colaborativas. A partir de finales de 2019, será posible manipular de forma colaborativa por primera vez el ajuste de piezas de más de 8 kg.

Una estrategia de agarre inteligente hace posible este avance. El principal campo de aplicación es la manipulación de apoyo para favorecer el alivio ergonómico.

Certificación CE más rápida

Jochen Vetter, jefe de equipo de seguridad robótica en PILZ, ofreció una visión general del uso de la colaboración entre humanos y robots conforme a las normas y los resultados de medición fiables de las fuerzas aplicadas. Para implementar de forma segura las aplicaciones, tanto el fabricante como el operador necesitan medidas adecuadas, desde un diseño del entorno que prevenga colisiones y favorezca la seguridad funcional hasta una información y capacitación integrales del usuario.

Vetter dejó claro que en el mundo de la colaboración entre humanos y robots los efectos de la curva de aprendizaje son considerables. Mientras que con las primeras aplicaciones de colaboración entre humanos y robots solían pasar hasta 18 meses hasta recibir la certificación CE, ahora los clientes nuevos la consiguen en solo unos seis meses.

Los proyectos posteriores incluso se pueden implantar en tres meses. PILZ asume una parte considerable de responsabilidad con su confirmación escrita en la declaración de conformidad, aseguró Vetter.

La comprobación rápida simplifica el análisis del lugar de trabajo

El Dr. Alfred Hypki, ingeniero senior en el departamento de sistemas de producción de la Universidad Ruhr de Bochum, presentó un cuestionario estandarizado que permite una evaluación rápida, objetiva y fiable del potencial de HRC en las empresas. En una hora, la comprobación rápida puede determinar si una aplicación tiene potencial para la colaboración entre humanos y robots.

Además, combinando software de simulación de proceso EMA para la organización de procesos humanos con el marco ROS, también es posible integrar un sistema de planificado de trayectoria con obstáculos dinámicos en escenarios de simulación. Como resultado, las simulaciones integrales del lugar de trabajo de escenarios de colaboración entre humanos y robots son ahora posibles.

Hypki recomienda encarecidamente que las disciplinas y los individuos implicados participen en la toma de decisiones y los procesos de planificación en una fase temprana.

La industria automovilística actúa como pionera

Sebastian Keller, especialista de producción del Grupo BMW en la planta de Leipzig, explicó cómo se emplea con éxito la colaboración entre humanos y robots en la producción diaria. Las aplicaciones abaracan desde adhesivos para ventanas hasta equipos de medición controlados por robots y sistemas de paletización para limpieza de superficies en montaje.

Ya han sido implantadas un total de 29 aplicaciones de colaboración entre humanos y robots por el Grupo BMW, principalmente aplicaciones de limitación de potencia y fuerza. Al hacerlo, la compañía ha ganado una serie de informaciones valiosas. Por ejemplo, BMW recomienda elegir las aplicaciones de forma que los trabajadores reconozcan de inmediato las ventajas y beneficios que les pueden reportar.

Además, las estrategias de desarrollo participativo en que los empleados se implicaron en una fase temprana aumentan la aceptación y aprovechan al mismo tiempo las ideas y experiencia de los empleados. Además, para la nuevas instalaciones, la compañía recomienda que se permita tiempo suficiente para el análisis de riesgos y las estrategias de seguridad.

Keller también recomienda formar un equipo de expertos para construir y convertir los sistemas automatizados in situ.

Las empresas de nueva creación aseguran la rápida dinámica de desarrollo

Jens Kotlarski, director ejecutivo de Yuanda Robotics en Hannover, Alemania, hizo una impresionante presentación sobre el potencial creativo y el dinamismo de las empresas de nueva creación en el campo de HRC. Según su visión, el mundo está entrando ahora en una edad dorada de la robótica.

Según avance el año, Yuanda Robotics lanzará un nuevo tipo de robot colaborativo que combina la seguridad certificada, juntas con sensores de torque integrados, cámaras integradas, inteligencia artificial, una interfaz de usuario gráfica y hardware y software modulares.

En su opinión, los robots para aplicaciones colaborativas deberían ser similares a una máquina herramienta y su uso debe resultar siempre emocionante. Sobre todo, Yuanda desea llevar la interacción con el operador a un nuevo nivel de desarrollo. El objetivo consiste en garantizar un uso sencillo, por ejemplo, mediante una interfaz de usuario gráfica, programación intuitiva y una integración simple de los sistemas de visión.

«La robótica colaborativa es mucho más que una colaboración segura entre humanos y robots», afirma Kotlarski. Todo gira principalmente en torno a la interacción y la facilidad de uso, dice. A largo plazo, cree que el reconocimiento automático de los objetos es la meta que debe alcanzarse, con cámaras y redes seguras como base, así como gemelos digitales y planificación automática de rutas.

Soluciones de cobots completamente listas para el montaje

Uwe Schmidt, director de la división COBOT World de HLS Ingenieurbüro GmbH en Augsburg, demostró cómo pueden aplicarse los supuestos de colaboración entre humanos y robots en el mundo real. Como integradora, la empresa desarrolla soluciones de cobots certificadas para aplicaciones como la carga automática de máquinas herramienta y utiliza distintas plataformas y configuraciones a tal efecto.

Asimismo, él considera que la simulación de áreas de mecanizado es un tema que está adquiriendo cada vez más importancia en el ámbito de la colaboración entre humanos y robots. Dirk Garzke, director de automatización en ZOLLER, presentó soluciones de colaboración entre humanos y robots en el área de la gestión de herramientas.

Para él, entre los factores más importantes para aumentar la aceptación se encuentran no solo un flujo de datos de extremo a extremo en todo el proceso, desde la gestión de herramientas hasta los sistemas de almacenamiento y logística hasta las máquinas herramienta, sino también factores menos definidos como el nombre del sistema de cobot. Zoller eligió el nombre de «Cora» para el sistema.

Recorrido de demostración en directo

Los visitantes del Diálogo entre usuario y tecnología hicieron un recorrido por las distintas estaciones con el objetivo de comprobar de primera mano la diversidad de conceptos y soluciones de colaboración entre humanos y robots. Durante el recorrido, se mostraron distintas aplicaciones de montaje y pruebas, soluciones colaborativas de pick & place, así como soluciones colaborativas de preajuste y preparación.

Además, en el recorrido queda patente que está disponible una gran selección de sistemas de cobots con distintas fuerzas y capacidades. El equipo periférico también aumenta constantemente. Al final del año, SCHUNK ofrecerá una gama completa de pinzas Co-act certificadas para una amplia variedad de interfaces y aplicaciones.

En el proceso, cada vez se incorpora directamente más inteligencia en los componentes.

Una breve encuesta a los participantes del Diálogo entre usuario y tecnología demuestra que la colaboración entre humanos y robots se está convirtiendo en una prioridad para los usuarios. En total, nombraron unas 50 aplicaciones de este tipo de colaboración.

Alrededor de un tercio de la comunidad de colaboración entre humanos y robots ha adquirido ya experiencia con aplicaciones piloto y está pasando de la fase de evaluación a la fase de implementación de la tecnología en aplicaciones de fabricación del mundo real en plantas concretas.

En general, se prefieren robots de Universal Robots y KUKA, pero los cobots de otros fabricantes están atrayendo también un gran interés. Las principales áreas de aplicación son las tareas de pick and place, asistencia con aplicaciones de montaje y logística interna.

www.schunk.com

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