El software simplifica la programación de robots

La planta de ensamblaje de MBDA en Bourges, Francia, se especializa en la fabricación de misiles tácticos. Foto cortesía MBDA

Un trabajador usa un láser portátil para limpiar un molde para fabricar piezas compuestas. Foto cortesía de Fuzzy Logic Robotics

Un dispositivo de aprendizaje portátil le enseña al software Repplix cómo alinear el separador láser con el molde. Foto cortesía de Fuzzy Logic Robotics

Repplix ha abierto nuevas oportunidades para aplicaciones de pelado con láser Foto cortesía de Fuzzy Logic Robotics

Entre otras cosas, la fábrica de Bourges produce una variedad de pequeñas piezas compuestas que requieren moldes. Foto cortesía MBDA

Los misiles son el arma principal de la guerra moderna. Según la consultora Polaris Market Research, se espera que las ventas globales de cohetes y misiles aumenten de $58.3 mil millones en 2021 a $73.8 mil millones en 2026, creciendo a una tasa anual acumulada de 4.8 por ciento.

Entre los principales fabricantes de misiles del mundo se encuentra MBDA. Con sede en Le Plessis-Robinson, Francia, MBDA es propiedad conjunta de Airbus, BAE Systems y Leonardo. La empresa emplea a unas 14.000 personas en seis países. En 2021, la empresa registró pedidos por valor de 5.100 millones de euros y una cartera de pedidos de 17.800 millones de euros.

La planta de ensamblaje de MBDA en Bourges, Francia, se especializa en la fabricación de misiles tácticos. Estos misiles requieren tanto montaje electromecánico como producción de materiales metálicos y compuestos.

Para impulsar el rendimiento y mejorar la salud y la seguridad de los trabajadores, MBDA quería emplear robots para automatizar ciertos procesos para pequeñas series de producción o incluso producción de una sola unidad. Idealmente, un operador sin conocimientos de programación sería capaz de enseñar rápidamente al robot el proceso a realizar. Entonces, el robot ejecutaría la tarea sin supervisión humana.

La primera tarea elegida para la automatización fue el proceso de limpieza manual de los moldes utilizados para fabricar piezas de composite. Entre otras cosas, la fábrica de Bourges produce una variedad de pequeñas piezas compuestas que requieren moldes. Cada molde debe limpiarse antes de ser utilizado en la producción. Es una operación compleja. Las piezas a moldear son diversas y numerosas. Para cada serie de partes, la cantidad de residuos a eliminar y la ubicación de los residuos varían. Realizado manualmente, la tarea es tediosa y el operador debe estar protegido de la exposición a sustancias tóxicas.

Los ingenieros de MBDA creían que un robot de seis ejes equipado con una herramienta de pelado láser podría hacer el trabajo tan bien, si no mejor, que una persona. El único problema sería programar el robot para una producción de alta mezcla.

"En MBDA, buscamos la agilidad en lo que respecta a la automatización", explica Vincent Rafin, director de la iniciativa de la fábrica del futuro en MBDA. "Queremos robotizar las tareas que causan trastornos musculoesqueléticos a nuestros operadores. Sin embargo, al mismo tiempo, ciertos productos requieren una producción de bajo volumen o incluso de una sola pieza, por lo que debemos mantener los costos no recurrentes de programación lo más bajos posible.

"Programar un robot para definir las trayectorias de un láser no es el enfoque correcto para la producción en serie pequeña. Es lento y costoso y debe hacerlo un especialista en robótica".

En busca de asesoramiento, MBDA recurrió a Meliad, una empresa francesa especializada en preparación de superficies por láser y tecnología de decapado por láser, y a Stäubli, un fabricante multinacional de SCARA y robots de seis ejes. Este último recomendó Fuzzy Logic Robotics por su software de programación visual universal.

Con sede en París, Fuzzy Logic fue fundada en 2018 por un equipo franco-estadounidense de ingenieros especializados en mando y control de robots industriales. El producto insignia de la empresa, Fuzzy Studio, es un software de simulación y programación visual sin código que es compatible con varias de las principales marcas de robots (ABB, FANUC, KUKA, Stäubli, UR y Yaskawa).

Con Fuzzy Studio, no es necesario aprender a programar para usar un robot. Con una interfaz de usuario sin código, los operadores pueden interactuar visualmente con el entorno simulado en 3D y los programas de robot se generan automáticamente. Los usuarios pueden diseñar, simular y modificar un proceso robótico completo con unos pocos clics. La verificación de la accesibilidad, las colisiones y el tiempo de ciclo ayuda a los ingenieros a refinar nuevos proyectos a través de la simulación y, por lo tanto, reduce el riesgo de inversiones en robótica. Para las celdas de trabajo existentes, los ingenieros pueden modelarlas en Fuzzy Studio para crear un gemelo digital completamente funcional para la programación fuera de línea.

Utilizando herramientas de generación de trayectorias inteligentes, los ingenieros pueden generar automáticamente trayectorias complejas para un proceso directamente desde las partes 3D en el modelo. El software proporciona un poderoso arsenal de generadores de trayectoria que comprenden modelos CAD y 3D y transforman horas de arduo trabajo en unos pocos clics. Estas trayectorias se pueden exportar para que las utilice el controlador de robot o el PLC del OEM.

Trabajando con MBDA, Fuzzy Logic desarrolló un nuevo producto Repplix, una extensión de Fuzzy Studio. Un dispositivo de aprendizaje portátil, controlado por el operador utilizando su conocimiento de la tarea, le enseña al software Repplix cómo alinear el desforrador láser con el molde. Una función de monitoreo, realizada a través de un gemelo digital en tiempo real de la celda de trabajo creada en Fuzzy Studio, da cuenta de las posibles colisiones y la viabilidad de la trayectoria en el entorno del robot. A continuación, se pueden configurar los parámetros de alerta. La captura de la trayectoria también incluye varios parámetros del proceso de pelado, como la activación y la potencia del láser. El operador, que no es roboticista, puede modificar la trayectoria y los parámetros del proceso a través de una interfaz gráfica, incluso después de la fase inicial de enseñanza.

Luego, desde el gemelo digital, se lanza el ciclo y el robot se mueve con el láser, guiado por la captura precisa de la trayectoria que aprendió del operador. La velocidad a la que opera el robot se establece directamente en el software. Puede diferir de la velocidad en la fase de enseñanza. El ciclo lo realiza el robot de forma autónoma, sin necesidad de supervisión del operador.

El mismo proceso de enseñanza, que dura solo unos minutos, se repite para cada nueva serie de moldes.

La tarea de pelado se ejecuta con precisión milimétrica. La operación manual se reproduce con facilidad porque el dispositivo de aprendizaje es una representación de la herramienta real y no está directamente vinculado al robot. El operador gestiona él mismo la ejecución y planificación del movimiento utilizando el software y las alertas parametrizadas.

El tiempo necesario para programar la operación de limpieza del molde se ha reducido de varias horas a unos pocos minutos. La productividad ha aumentado al automatizar la operación de limpieza y se reducen los riesgos para el operador. Esto ha hecho que la automatización de la operación sea rentable, tanto en términos de seguridad como económicos.

"Con Repplix, el robot se convierte en una herramienta de precisión en manos del operador", dice Ryan Lober, director ejecutivo de Fuzzy Logic. "Nuestro software le permite automatizar su tarea con total autonomía, sin la intervención de un especialista.

"Otra ventaja es que Repplix está diseñado para comenzar a usarse de inmediato, sin necesidad de capacitación real. Nuestro software permite la automatización de procesos donde antes esto era imposible. Apenas hemos terminado la aplicación inicial, y Repplix ya está siendo implementado por otros usuarios en Europa".

"Este componente tecnológico es duplicable. Estará disponible para este primer caso de uso en el primer trimestre de 2022", dice Nicolas Gautier, líder técnico de robótica en MBDA. "Ya estamos trabajando para ampliarlo para cubrir nuevas aplicaciones. Por ejemplo, arenado, pintura, soldadura o corte por chorro de agua. Todas estas aplicaciones tienen trayectorias complejas que deben programarse. Con herramientas convencionales, necesitaríamos personal altamente calificado y una gran mucho tiempo, por lo que programarlos sería muy costoso. Fuzzy Logic y Repplix ahora han eliminado esta barrera, que impedía la automatización rentable de tales aplicaciones".

Jean-Michel Duchazeaubeneix, CEO de Meliad, dice que Repplix abre nuevas oportunidades para las aplicaciones de decapado por láser: "Ofrecemos tecnología de decapado por láser robótico, pero esta tecnología sigue siendo complicada porque debe ser realizada por especialistas", explica. "Programar una trayectoria para la producción de bajo volumen, como es el caso en MBDA, genera costos no recurrentes prohibitivamente altos que matan directamente el proyecto. Repplix nos ofrece la posibilidad de implementar rápida y fácilmente nuestra tecnología láser en una amplia gama de aplicaciones de reparación o mantenimiento. que han sido difíciles de implementar hasta ahora".

Para obtener más información sobre el software de programación de robots, visite https://flr.io.

Para obtener más información sobre la tecnología de pelado por láser, visite www.meliad-sas.com.