IMTS 2018 acercará las últimas tendencias de automatización

El International Manufacturing Technology Show (IMTS), que se celebrará en Chicago (EE UU) entre el 10 y el 15 de septiembre, acercará a las personas y la automatización, literalmente, con exhibiciones que destacarán las ventajas de los robots colaborativos. Los proveedores de automatización han hecho un tremendo avance con software, control y tecnología de sensores, que permiten cuantificar lo que “sienten” los robots. Si se detecta algo fuera de lo normal, se detendrá antes de efectuar la acción”, comenta Mike Cicco, presidente y CEO de Fanuc America Corporation y miembro de la Junta Directiva de AMT – The Association for Manufacturing Technology, promotora de IMTS. “Mientras que los robots operaban anteriormente en áreas restringidas, ahora podemos crear una simbiosis entre personas y automatización para mejorar las operaciones de ensamblaje”.

Como ejemplos de cobots, podemos considerar una operación en la que un robot recoge un husillo de bolas pesado y lo sostiene mientras un operador inserta los cojinetes, o un ensamblaje electrónico en el que el operario realiza una tarea complicada de cables de enrutamiento a través de un chasis, y el robot le ayuda a realizar tareas repetitivas, como insertar los tornillos de conducción. “Los robots de colaboración, robots móviles, sistemas habilitados para IIoT, la IA y carreras profesionales de automatización serán algunas de las tendencias dominantes en IMTS 2018”, afirma Tim Shimbara, vicepresidente de tecnología de AMT.

Cicco cree que los propietarios y gerentes de máquinas-herramienta que asistan a IMTS deberían explorar los robots colaborativos y móviles, para todo tipo de operaciones tanto de alto como de bajo volumen. Él imagina una celda de trabajo donde el robot podría tener el CNC (Computer Numerical Control), por ejemplo para cargar y descargar piezas. El cobot podría funcionar sin requerir protección adicional (las mejoras de los estándares de seguridad de la tecnología actual, hacen esto posible). Para lotes pequeños u otros casos, en las que el manejo manual del CNC tenga sentido, el robot podría apartarse a un lado o moverse a otra celda.

“La movilidad de la automatización está avanzando. Los equipos solían estar fijados al suelo, pero ahora son cada vez más comunes los robots móviles que combinan un vehículo guiado automático, con un brazo articulado”, comenta Cicco. “También hemos encontrado nuevas formas de suministrar piezas a robots y celdas automatizadas a través de plataformas de robots móviles”. En lugar de invertir en automatización para cada operación de fresado, un robot móvil puede asistir a diferentes máquinas, especialmente para ciclos largos de operaciones.

Los robots móviles pueden ser autopropulsados, movidos manualmente con ruedas, o montados sobre patines. En el pasado, la reubicación de un robot requería volver a establecer todos sus puntos de movimiento mediante un control colgante, una tarea que requería bastante tiempo. La nueva generación de robots móviles elimina este problema. El uso de marcadores fiduciales —puntos de referencia colocados en el CNC— permite que el robot móvil use un sistema de visión para capturar imágenes de los puntos. Siempre que los operadores coloquen el robot en una posición similar a la original, la recalibración se hace de forma automática, ahorrando horas de tiempo de programación.

“Hemos visto un gran avance en los robots móviles que se pueden aparcar cuando no están en uso, y desplegarse rápida y efectivamente en cualquier momento”, comenta Cicco. Para los talleres y fabricantes que desean ahorrar el talento humano para operaciones de alto valor, usar robots móviles para tareas tediosas tiene mucho sentido.

Cicco, añade además, que la industria se está quedando sin talento robótico. Del mismo modo que los talleres y fabricantes no encuentran gente que quiera trabajar como maquinista, les está resultando difícil encontrar personas que quieran programar y mantener robots. Respondiendo a esta necesidad, los proveedores de automatización continúan trabajando hacia un objetivo en el que el manejo del robot sea tan intuitivo como encender un Smartphone o un PC.

En IMTS 2018 tendrá lugar el 10º aniversario de MTConnect, un conjunto de estándares abiertos y libres de canon que fomentan una mayor interoperabilidad entre controles, dispositivos y aplicaciones de software que se lanzó en IMTS 2008. En ese momento, Cicco, que es además ingeniero eléctrico, formó parte del comité técnico de MTConnect para AMT.

Explica que la visión en aquel momento era que el mundo de la fabricación desarrollara un protocolo que permitiera a los controles, software y dispositivos comunicarse de una forma simple, como cuando se conecta un dispositivo USB a un PC, y en la que todos los fabricantes participaran desarrollando controladores apropiados fácilmente instalables.

“AMT y IMTS estaban a años luz de los demás en lo que respecta a la financiación, liderando el desarrollo y la comercialización de MTConnect” comenta Cicco. Diez años después, podemos ver cómo gran cantidad de proveedores de automatización y máquina-herramientas demuestran los beneficios que se pueden obtener de dispositivos interconectados en IMTS 2018”.

Una de los estrenos más sonados tendrá lugar en el Emerging Technology Center (ETC) de AMT, en el edificio Norte. “Por primera vez en IMTS, enseñaremos un ecosistema habilitado para MTConnect” comenta Shinbara. La demostración contará con una fresadora CNC vertical, un ROS-I (Robot Operating System-Industrial) y un brazo robótico articulado que transfiere de forma autónoma la parte fresada a un CMM.

“Este Sistema habilitado para la interfaz many-to-many podría demostrar cómo el intercambio de datos crea un sistema de circuito cerrado”, comenta Shinbara. “Al usar los datos de la CMM, el CNC podría compensar el desgaste de la herramienta recalculando sus compensaciones y así mantener las tolerancias más cercanas a la mediana de la especificación”.

“Como otro ejemplo de MTConnect, los Proveedores de automatización, pueden ejecutar análisis específicos que indican el estado del sistema robótico y sus componentes individuales”, comenta Cicco. “En lugar de un tiempo de inactividad no planificado para revisiones y mantenimiento, especialmente si una pieza aún conserva un alto porcentaje de vida útil, los sistemas de automatización pueden comunicar lo que necesita mantenimiento y cuándo, logrando iempo de inactividad cero.

En resumen, la conectividad es la clave para las empresas que desean mejorar la calidad, mantener tolerancias más estrictas, impulsar tasas de utilización de la máquina-herramienta al 90 por ciento o logar objetivos de mejora continua.

Mirando atrás una década, y comparándola con IMTS 2018, uno de los avances tecnológicos más impactantes es el uso de sistemas de visión en brazos de robots para Bin Picking.

“Los primeros intentos de usar cámaras en robots, se consideraron “proyectos científicos”, en lugar de la base para futuros productos comerciales”, comenta Cicco. “Eso ha cambiado muy rápidamente. Actualmente, la industria pone continuamente en práctica sistemas robóticos de3D bin picking e inspección tridimensional para aumentar la productividad. Los dueños de pequeñas y medianas empresas pueden pensar que estos sistemas son muy avanzados, pero en realidad no es así”.

Uno de los sistemas de automatización más innovadores se presentará en IMTS 2018. Combina visión con Inteligencia Artificial (IA) y un algoritmo de deep learning para que el robot pueda aprender a operar en 3D en un recinto completo. El robot utiliza una cámara para tomar imágenes de lo que hay en el recinto, pero no identifica cómo es la pieza ni dónde y cómo recogerla. El algoritmo evaluará si la selección tiene éxito o no, lo cual se realimentará para aprender a hacer la selección correcta.

“Lo increíble del deep learning es que si dos robots realizan la misma operación y comparten sus éxitos y fallos en una red neuronal, se reduce el tiempo de aprendizaje a la mitad, porque nunca se repetirá el mismo error”, comenta Cicco. “Si cientos de robots IA interconectados, realizan la tarea, podríamos encontrar respuestas a problemas complejos con bastante rapidez”.

Shinbara comenta que, “La belleza de la inteligencia artificial y la ciencia de datos es que puedes correlacionar eventos con causas que no se habrían encontrado de forma natural. Una segunda área relacionada con IA es la optimización del proceso. Imagina si a aplicáramos IA a una demostración de ETC. A medida que el sistema ‘aprendiera’ su camino a través del proceso, podría pasar automáticamente a realizar operaciones de creación de perfiles para extender la vida de la herramienta en lugar de enviar una señal para reemplazar una herramienta desgastada”.

La segunda área de la IA se centra en tareas muy definidas. Según Shinbara, una tercera y nueva posibilidad de la IA es un enfoque holístico, como sistemas que aprenden a mejorar los movimientos entre el robot y la CMM o un CNC que ajusta alimentaciones y velocidades en un tiempo determinado para lograr una mejor calidad, u optimizar la vida útil de la herramienta.

Contrariamente a lo que alguna prensa afirma de que ‘los robots se apoderarán del mundo’, lo que en realidad ocurre es que se hacen cargo de tareas aburridas, repetitivas y peligrosas para que las personas puedan concentrarse en otros trabajos, por lo general más satisfactorios.

“La gente necesita abrazar el cambio. La industria no puede hacer las cosas igual que hace 10 años si espera seguir siendo rentable y competitiva”, comenta Cicco. “Queremos cambiar la mentalidad para que la gente vea la automatización como una nueva oportunidad a la que dedicarse, o que vea cómo puede mejorar su trabajo actual. Esto es necesario tanto si la persona es un estudiante de secundaria, un trabajador de ensamblaje, dueño de una tienda o un candidato a doctorado”.

Los estudiantes podrán experimentar la automatización de primera mano en la Smartforce Student Summit. En colaboración con otras instituciones educativas de primer nivel, y compañías de tecnología avanzada como Fanuc, ABB Robotics, Carl Zeiss, Festo-Didactic, Haas Automation, Heidenhain, Mastercam, Mitutoyo y Siemens, la Smartforce Student Summit se encargará de plantear desafíos para los estudiantes y Learning Labs para profesores y estudiantes avanzados.

“La automatización permite que haya trabajos de fabricación de alta tecnología. Como proveedores de automatización, debemos ayudar a instruir a las nuevas generaciones de trabajadores” comenta Cicco. “En conjunto, las empresas líderes de automatización has instalado miles de robots y sistemas, principalmente en institutos y universidades técnicas. Estamos intentando traer de vuelta la mentalidad de la clase de taller donde los estudiantes puedan trastear con la robótica. Los estudiantes, junto con padres y profesores podrán explorar infinidad de posibles carreras en el Smartforce Student Summit, así como a través de decenas de demostraciones de automatización de los expositores de IMTS 2018”.