Gestionar robots de manera sencilla

Es difícil imaginar una línea de producción moderna automatizada sin una manipulación flexible de las piezas de trabajo. Por este motivo, cada vez es más frecuente que los fabricantes de equipos originales (OEM) como HB Systems incorporen robots a sus soluciones para realizar operaciones de pick-and-place (recoger y colocar). Gracias a la tecnología mapp y a openROBOTICS de B&R, nunca había sido tan sencillo. Las funciones robóticas pueden incorporarse fácilmente a los programas de PLC, sin necesidad de utilizar controles de robot independientes ni disponer de una formación especializada. Un ejemplo perfecto es la solución de manipulación de piezas de trabajo en una máquina de roscado de HB Systems.

La tarea de pick-and-place realizada por el robot SCARA en la máquina de roscado de HB Systems es similar a la que puede observarse en muchas líneas de mecanizado y montaje. La posición y el ángulo de una pieza de trabajo recién recibida, en este caso un componente metálico sinterizado y prensado, son capturados por la cámara y enviados a un robot. El robot recoge la pieza y la coloca en la posición correcta en la estación de mecanizado.

A primera vista, no existe ninguna indicación externa de la innovadora tecnología que se utiliza en segundo plano para el trabajo; una tecnología que podría revolucionar el concepto de la robótica que tienen los fabricantes de equipos originales (OEM): openROBOTICS y la tecnología mapp de B&R.

"Anteriormente también habíamos adoptado un enfoque muy convencional para el concepto de pick-and-place: seleccionábamos un proveedor de robótica y utilizábamos su hardware de control hecho a medida", comenta Hans Bögelein, fundador y CEO de HB Systems. "Externalizábamos la programación de robótica para poder concentrarnos plenamente en nuestra tarea central: diseñar soluciones de automatización y sistemas de inspección".

Es una decisión razonable, que muchos otros OEM han adoptado anteriormente. En última instancia, la implementación de una aplicación de robótica requiere una amplia experiencia y personal con una formación especial para utilizar la herramienta de desarrollo del fabricante del robot. A menudo, ello ha representado un gasto significativo para los recursos financieros y humanos de los fabricantes de equipos originales pequeños y medianos. En consecuencia, los directivos se han visto obligados a elegir un modelo de subcontratación.

Ahora, B&R y los expertos en robótica de COMAU han ofrecido a los fabricantes de equipos originales una opción completamente nueva al crear openROBOTICS, que, por primera vez, unifica los controles de máquinas y robots en una plataforma combinada de hardware y software.

"Desde nuestra perspectiva como empresa orientada a PLC, la principal ventaja es que podemos desarrollar la aplicación de robótica dentro de nuestro entorno familiar de ingeniería, Automation Studio, junto con todo lo demás. Ello significa que podemos realizar cualquier cambio requerido en la funcionalidad del robot de una forma mucho más rápida y flexible que antes", comenta el CEO, explicando la decisión de utilizar openROBOTICS.

B&R ha desarrollado el correspondiente componente mapp que libera al usuario de realizar tareas tales como la configuración de la geometría del robot, la identificación de la transformación correcta, el acoplamiento de los ejes o el ajuste del servoaccionamiento. Las tareas de manipulación pueden implementarse sin escribir una sola línea de código.

"Implementamos por nuestra cuenta la funcionalidad robótica para nuestra máquina de roscado en apenas unos pocos días", explica Bögelein. Desde realizar el pedido de los componentes de automatización hasta la puesta en marcha de la nueva máquina, todo el proceso duró solo seis semanas. Desde entonces, ha estado funcionando como un sistema en línea para un proveedor del sector de la automoción.

Una de las razones para la rápida finalización del proyecto fue la decisión de utilizar la tecnología mapp para crear una aplicación de robótica que se integrase perfectamente en el resto del software de la aplicación. Ello permitió al fabricante de equipos originales continuar aprovechando la colección de módulos de texto estructurado que se había ido creando a lo largo de los años. De esta forma se evitan largos tiempos de latencia en la comunicación a través del bus de campo o del cable entre los controles secuenciales y del robot. Ello, a su vez, facilita la sincronización de los controles secuenciales y del robot, lo que permite una mayor precisión del posicionamiento.

Gracias a openROBOTICS, los componentes electrónicos de control del robot COMAU son una característica integral del entorno del sistema B&R: al igual que cualquier otro eje del sistema, los motores del brazo robótico SCARA están controlados por servoaccionamientos ACOPOS que utilizan un bus de continua común. Como resultado de todo ello, la energía de frenado se puede recuperar y alimentar con ella a otros motores en todo el sistema para ahorrar en los costes de energía y mejorar la huella de CO₂.

El enfoque de openROBOTICS también tiene efectos positivos sobre los costes de hardware. El control secuencial, el control de la robótica y la aplicación de HMI se ejecutan en una misma plataforma de hardware, lo cual permite prescindir de una pantalla y de un control de robot independiente.

Para la máquina de roscado de HB Systems, un Automation PC 2100 es capaz de manejar todas las aplicaciones, con la aplicación de HMI visualizada en un terminal Power Panel T30. El sistema de procesamiento de imágenes, suministrado por KEYENCE, al igual que la cámara, se integra a través de Ethernet/IP utilizando un módulo de comunicaciones X20 de B&R. La solución de automatización totalmente integrada de HB Systems utiliza módulos de la gama X20 para la comunicación en toda la línea de producción, incluidos los módulos que ofrecen funciones de seguridad integradas.

Además de simplificar el proceso de ingeniería de las aplicaciones de control, de HMI y de seguridad, el hecho de tener todos los principales componentes de automatización tan estrechamente integrados también compensa en términos de diagnóstico. Dado que tienen acceso directo a los errores del eje y a otras alarmas sin tener que pasar por sistemas externos, por ejemplo, los operarios de la máquina pueden identificar la ubicación y la causa de un problema con mayor rapidez.

"Gracias a las tecnologías openROBOTICS y mapp, hemos podido integrar la funcionalidad de los robots en nuestro software de sistema por primera vez, internamente y con una carga de trabajo manejable, y podemos desarrollarla aún más y realizar diagnósticos sin tener que abandonar nuestro entorno de ingeniería familiar", explica Bögelein. "Así no dependemos tanto de terceros y disponemos de una mayor flexibilidad a la hora de diseñar y mantener nuestros sistemas".