Siguiente nivel: Automatización en máquinas-herramientas mediante robots móviles

Desde aumentos de precios a escasez de especialistas: las empresas industriales están sometidas a cada vez más presión. En un proyecto piloto, KUKA y HELLER, un productor de máquinas-herramientas CNC, han desarrollado una aplicación inteligente para estos retos: Un robot móvil carga y descarga máquinas con herramientas, con lo que ahorra trabajo a los empleados.

La automatización de la carga de máquinas sigue en sus primeros pasos

Pequeñas cantidades, gran complejidad y todo ello lo más rápido posible. Los deseos individuales de cada cliente plantean desafíos a las empresas industriales; a ello se suma una escasez de especialistas y el aumento de precios en materias primas y servicios. Esto se puede resolver mediante la automatización. Por ejemplo, la automatización en tareas de paletizado, manipulación o montaje, así como para el mecanizado de piezas ya está muy avanzada. Sin embargo, la carga y descarga flexible y automatizada de máquinas con herramientas aún está en las primeras fases. En colaboración con KUKA, el grupo de empresas de gestión global HELLER ha iniciado y puesto en marcha un proyecto piloto que puede cerrar precisamente esta brecha.

Conocimientos en robótica concentrados para una mayor automatización

«Hay mucho potencial en este ámbito. No solo se trata de automatizar todo lo que hay delante de la máquina, sino también lo que hay detrás», comenta Robert Eber, responsable de la automatización de palets y robots de HELLER. En cinco plantas de producción de todo el mundo, el grupo de empresas fabrica máquinas-herramienta CNC y sistemas de fabricación avanzados para el mecanizado con arranque de virutas. Numerosas empresas de la ingeniería mecánica general, la ingeniería energética, la tecnología de fluidos, la industria aeroespacial, la industria automovilística y sus proveedores, así como de muchos otros sectores, se encuentran entre los clientes de la empresa fundada en 1894 en Nürtingen. Incluso en tareas anteriores, HELLER utiliza soluciones robotizadas de KUKA. Sin embargo, para el proyecto piloto en la carga de máquinas mediante robots, ambas empresas cooperaron por primera vez para desarrollar una aplicación comercializable.

HELLER apuesta por una solución específica para el cliente y para la técnica de automatización.

Alta flexibilidad: alimentación de la máquina mediante robots móviles

La colaboración comenzó con el objetivo de determinar los procesos manuales que se pueden automatizar y dónde se encuentran los límites. «Contactamos con la empresa HELLER y les preguntamos si ven necesidades en la robótica móvil y nos respondieron directamente con un sí. Creamos las primeras ideas y conceptos y, finalmente, nuestro proyecto piloto», afirma Steffen Günther, gestor de desarrollo empresarial internacional en KUKA. En la primavera de 2021, las dos empresas comenzaron el proyecto, y un año y algún que otro desafío después, finalmente encontraron los procesos adecuados.

Robot móvil para una mayor productividad

Y el resultado es este: Mediante la información del encargo de producción facilitado por los empleados, un ordenador central de la empresa CERTA determina qué herramientas necesita la máquina. Este encarga al KMR CYBERTECH que recoja las herramientas correspondientes del almacén. La plataforma móvil, accionada por tecnología omnidireccional, con un KR CYBERTECH instalado en ella, se ocupa de la alimentación de la máquina. «KMR CYBERTECH resultó ser el producto óptimo para ello, ya que en el portaherramientas tenemos un peso máximo de hasta 20 kilogramos», señala Steffen Günther. El brazo del robot agarra las herramientas correspondientes y las coloca sobre los dispositivos adecuados para ello sobre la plataforma. Y entonces sigue el viaje.

La solución automatizada elimina la necesidad de que el empleado se acerque a la máquina e introduzca las herramientas. Así podemos cambiar el centro de gravedad del trabajo manual.

Robert Eber, jefe de grupo de automatización industrial de palets y robots en HELLER

Las ventajas de los robots móviles

El KMR CYBERTECH transporta las piezas a la máquina correspondiente y las coloca donde sea necesario. «Gracias a la solución automatizada para la carga automática de la máquina, ya no es necesario que el empleado se acerque a la máquina e introduzca las herramientas. Esto nos permite eliminar la sobrecarga del trabajo manual», explica Robert Eber. En esta solución de KMR CYBERTECH, no solo se lleva a cabo la carga y descarga, sino también el intercambio. Si, por ejemplo, el ordenador central recibe la información sobre una herramienta desgastada, la plataforma se desplaza hacia la máquina afectada. Descargar, transportar, recoger la nueva herramienta, introducirla en la máquina y listo.

El robot puede aprender a manejar la máquina-herramienta.

Robot móvil autónomo en la instalación

En el desarrollo de esta solución para la carga automática de máquinas, la comunicación entre todos los sistemas implicados fue especialmente difícil para el desarrollo de esta solución. «¿Qué datos están disponibles y cuándo? El mayor desafío para nosotros fueron las interfaces para el intercambio de datos», afirma Robert Eber. Después de algunas pruebas, gracias a la experiencia concentrada en automatización de KUKA y HELLER, se encontró una forma adecuada para que la plataforma móvil no fuera simplemente conducida de A a B. Ahora se proporciona información ad hoc necesaria para saber exactamente qué hacer en cada momento.

La robótica móvil puede realizar estos trabajos 24/7 y los especialistas pueden concentrarse en sus competencias y tareas de valor añadido.

Steffen Günther, gestor de desarrollo empresarial internacional en KUKA

Flexibilidad para el usuario

También se tuvo que cumplir una segunda exigencia en el proyecto piloto. «Queríamos modificar lo menos posible la operación manual», concreta Eber. «Es decir, el empleado también debe poder introducir herramientas y gestionar datos cuando sea necesario».

Flexibles y automatizados: los robots móviles no solo pueden transportar una pieza, sino que también pueden asumir la carga de la máquina con herramientas.

Solicitudes de los clientes para robots en la máquina-herramienta

El proyecto ha finalizado y se ha constatado la factibilidad: La comunicación funciona y las máquinas pueden ser cargadas por personas y robots con herramientas. «Ahora analizaremos el mercado y estamos dispuestos a entrar en el siguiente nivel y responder a las solicitudes de los clientes», señala Eber. También para KUKA fue el primer gran proyecto con robótica móvil en el ámbito de la automatización de una máquina-herramienta. Steffen Günther está convencido de que así se contrarrestará la falta de especialistas y se fortalecerá a las empresas industriales. «La robótica móvil puede realizar estos trabajos 24/7 y los especialistas pueden concentrarse en sus competencias y actividades de valor añadido». Ya se han sentado las bases y gracias a la colaboración con HELLER se han podido emprender los primeros proyectos de clientes y atender a las primeras ofertas. Ahora hay que integrar el proyecto futuro en las naves de producción de otros fabricantes de herramientas.