Siemens apuesta en la producción de motores eléctricos por una célula KUKA flexible para la cooperación hombre-robot

El departamento empresarial Motion Control de SIEMENS Division Digital Factory (DF), con sede en Erlangen, está especializado en la fabricación de unidades de control, convertidores y motores potentes

Con una oferta completa de software y hardware integrados, así como servicios basados en tecnología, la Division Digital Factory (DF) ayuda a empresas productoras de todo el mundo a aumentar la flexibilidad y eficiencia de sus procesos de fabricación y a lanzar nuevos productos al mercado de forma más rápida. Siemens opera una Lead Factory para motores eléctricos en Bad Neustadt an der Saale. Allí, entre otros, se fabrican los motores para numerosos robots de KUKA.

Con una experiencia de varios siglos en motores eléctricos y unos 1700 trabajadores, la Lead Factory constituye un ejemplo innovador de alta tecnología alemana. Ahora, Siemens contribuye a la fabricación de motores en Bad Neustadt con el robot flexible de estructura liviana LBR iiwa de KUKA, que puede colaborar codo con codo con sus compañeros humanos en la Lead Factory.

En la fábrica de Siemens en Bad Neustadt, LBR iiwa de KUKA, trabaja codo con codo con sus compañeros humanos en la Lead Factory

Automatización del manejo de piezas

En el marco de la fabricación de estátores, Siemens ha buscado una solución flexible para su sede de Bad Neustadt con el objetivo de llevar a cabo de forma automatizada la tarea sencilla y hasta ahora manual de transmitir y colocar las piezas. Todo ello con la mayor calidad y un acceso continuo al entorno de trabajo para personas sin restricciones.

KUKA LBR iiwa funciona de forma autónoma y cooperativa 

En colaboración con la empresa KUKA Systems GmbH de Augsburgo y su departamento de Advanced Technology Solutions, Siemens ha desarrollado celda flexible con el robot flexible de estructura liviana LBR iiwa de KUKA. En la fábrica de Siemens en Bad Neustadt, el robot asume, como sustituto flexible, sobre un bastidor la tarea de extraer la pieza que debe mecanizarse (el estátor está formado por un cuerpo base de acero eléctrico perforado y cubierta del cojinete en aluminio) de un portapiezas y alimentar a una máquina torneadora que realiza el mecanizado de los estátores.

Además, el robot también se instala para realizar controles de calidad. El robot coge las piezas ya mecanizadas y escanea el código de barras. Tras su limpieza, las piezas se transportan desde el robot de estructura liviana a un dispositivo basculante de la estación de medición. 

El robot pequeño coge las piezas mecanizadas del portapiezas y las transporta a la máquina torneadora
Allí, se calculan las posibles desviaciones. La tecnología de red permite calcular, con ayuda de una medición exacta y la identificación de cada componente, una corrección necesaria y llevarla a cabo en el sistema. El sistema también se organiza de conformidad con Industrie 4.0. A continuación, el robot introduce la pieza en una caja de plástico para su entrega. Las piezas que deben ajustarse en la máquina llegan a una bandeja intermedia, definida como zona de colaboración hombre-robot para la cooperación hombre-robot. Aquí, el operario puede encontrarse con el robot y, en caso necesario, extraer o modificar partes de las piezas.

Sin valla de seguridad gracias a la tecnología sensitiva

Gracias a su capacidad sensitiva, el robot de estructura liviana de 30 kg de peso utilizado por Siemens, LBR iiwa, está destinado a la colaboración entre personas y máquinas. Con sus sietes ejes, se trata de un robot más articulable y móvil que la mayoría de los modelos de su clase. Al mismo tiempo, los sensores de par de giro en todos los ejes permiten que el robot sea sensitivo, es decir, detecta obstáculos en el espacio y reacciones a ellos. De esta manera, KUKA demuestra que la automatización con robots no es incompatible con una elevada flexibilidad. La instalación de tecnología robótica sensitiva permite la cooperación hombre-máquina. De esta forma, se prescinde de la carcasa necesaria hasta el momento, así como de los sensores adicionales para la detección de piezas.

En la zona de colaboración hombre-robot, las personas y los robots pueden trabajar juntos de forma segura gracias a su capacidad sensitiva

Al principio, valorábamos la idea de que un robot industrial convencional asumiese el proceso. Sin embargo, para ello se debía equipar a la celda con una carcasa de seguridad. Buscábamos más flexibilidad, de forma que el operario pudiese intervenir en todo momento y se pudiese prescindir del robot en función de la situación.

Jochen Weber, responsable del lanzamiento de productos y el desarrollo de tecnología de producción en la Lead Factory de Siemens

Solución flexible adoptada

Por ello, se optó por el robot de estructura liviana LBR iiwa y la solución móvil de KUKA de un "concepto de sustitución" para poder utilizar un robot o descartarlo fácilmente en función de la situación. Torsten Franz, director del proyecto en el equipo de desarrollo tecnológico, añade: "Una aplicación de colaboración hombre-robot era algo totalmente nuevo para nosotros. Queríamos aprender con el nuevo sistema y desarrollarnos poco a poco. Algo que hemos logrado totalmente en nuestro proyecto conjunto con KUKA. La solución convence".

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