Cómo convertir el arte de la alimentación de piezas en un sistema industrial estándar listo para usar.

Uno de los mayores retos a los que se enfrenta la automatización de procesos de ensamblaje es la primera operación de todas, que es la alimentación de las distintas piezas que conforman el ensamblaje, sobre todo si las piezas se presentan a granel, es decir, de forma caótica. EYE + de Asyril tiene la solución flexible e innovadora que viene a resolver los problemas de las antiguas formas de alimentación de piezas a granel.

Resulta que los sistemas automáticos son deterministas, lo cual permite planificar la producción y asegurar los resultados. Este determinismo exige que en el caso de la alimentación de piezas, estas se encuentren dónde se espera y como se espera. Y aquí tenemos el problema, un saco de piezas está en las antípodas de lo que un sistema automático requiere. En cambio, para un humano, extraer una pieza de una bolsa y posicionarla como corresponde es algo muy sencillo, de hecho forma parte del entrenamiento de un bebé.

Como no vamos a emplear bebés en las fábricas y queremos que los operarios trabajen en tareas que aporten valor al producto, el ingenio humano ha ido dando distintas soluciones a este reto.

Inicialmente, y aún ahora en demasiados casos, el hombre formaba parte de la máquina como interfaz entre el mundo desordenado y ella, además de integrar su inteligencia y sensores (tacto, vista, …) para regular el funcionamiento de la misma. En este contexto no existía aún la necesidad de descargar al operario de tareas inútiles, pero la introducción de máquinas cada vez más capaces y autónomas, fue dejando al operario simplemente como un componente que introducía y extra piezas de la máquina, dándole a su vez, la oportunidad de encargarse de controlar el proceso y a otras tareas que antes no podía.

Conforme las cadencias de producción se incrementan, el hombre empieza a alcanzar su límite físico y mental, produciéndose lesiones y fallos en la cadena productiva, produciéndose la inevitable parada en la producción. El hombre pasa a ser el cuello de botella y limitar la capacidad productiva. Es aquí cuando comienzan a aparecer los cargadores de piezas mecánicos y otra serie de artilugios que, con una carga previa por el operario, permiten trabajar de forma desatendida a la máquina, lo podemos denominar “alimentación por lotes”. Esta solución sigue siendo dependiente del operario y enseguida se muestra insuficiente y solo válida para cadencias pequeñas y piezas concretas.

La culminación tecnológica de estos sistemas mecánicos viene de la mano de los alimentadores por vibración.

Auténticas obras de arte industrial, realizadas por artesanos que comprenden cómo se comportan dinámicamente las piezas a alimentar. Son capaces de separar piezas a granel y alimentarlas orientadas de forma unitaria, combinando vibración, soplidos de aire comprimido y obstáculos mecánicos. Estos sistemas, aún vigentes hoy, son soluciones muy eficaces que permiten cadencias altas y proporcionan el determinismo que los sistemas automáticos requieren.

Durante muchos años han reinado en solitario, no existiendo ningún otro sistema que los pudiese batir, hasta tal punto que si no se podían alimentar con estos sistemas, solo les quedaba la posibilidad de alimentar de forma manual o por lotes con carga manual.

No obstante, estos alimentadores tienden a atascarse. Su regulación es manual e imprecisa, lo cual hace que tenga que depender del artesano para adaptar la máquina a cualquier cambio que aparezca en la pieza (y esto, no suele ser posible). Además, consumen mucha energía, son ruidosos, y hacen falta varios alimentadores para cada cambio de pieza durante la producción.

De las grandes series de piezas hemos ido pasando a series más cortas, de tener pocas referencias a tener un gran número de referencias, de productos almacenados al just in time.

Todos estos cambios, a día de hoy, hacen que el concepto de alimentador mecánico no se adecue a estos requisitos productivos. Necesitamos algo que se asemeje al humano en cuanto a adaptabilidad, pero que lo mejore en velocidad y precisión. Es aquí donde nace el concepto de alimentación robotizada con visión artificial, es decir, la alimentación de piezas inteligente.

Por ejemplo, una implementación simple es la siguiente: básicamente se depositan en un transportador de banda unas cuantas piezas, que son inspeccionadas por el sistema de visión y le determina al robot la localización de las piezas, así como cuáles puede coger y cuáles no. El rendimiento es bajo, dado que las piezas una vez en la banda se quedan como han caído: unas sobre otras, sin la distancia necesaria entre cada una de ellas para ser cogidas y orientadas de mala forma. Lamentablemente, para el manejo de estos sistemas es necesario el tener conocimiento de visión artificial y robótica, lo cual es un problema por la carencia de técnico especialistas en el mercado.

Visto lo anterior, si hacemos la carta de los reyes para obtener un sistema de alimentación automático ideal capaz de alimentar cualquier pieza, con cualquier geometría, que me posicione las piezas e indique al robot donde se encuentra… y por supuesto, que lo pueda usar y ajustar cualquier persona sin tener conocimientos en robótica y visión artificial. Pues existe. Lo único que no te lo van a traer los reyes, sino Asyril y se llama ASYCUBE con EYE+.

Se usa la tecnología más robusta en cada fase del proceso de alimentación bajo un solo interfaz de usuario que oculta a este las tecnologías subyacentes, y siguiendo 7 pasos guiados dejar el sistema listo para producción.

PARTES	FUNCIÓN	EYE+ (visión artificial con IA)
HOPPER	Dosificar piezas a granel sobre Asycube	Ordenar al Hopper cuantas piezas debe arrojar al Asycube
ASYCUBE	Estructuración de las piezas en su bandeja por vibración controlada 3D: Separar, ordenar y orientar	Dar al Asycube la secuencia de vibración óptima para las piezas que hay en la bandeja
EYE+ IA		– Reconocer las piezas Comprobar colisiones entre ellas y preveer la colisión de las pinzas del robot. – Transmitir sus coordenadas y orientación al robot, PLC o PC. – Analizar la distribución de piezas en la bandeja y actuar sobre ellas con el Asycube. – Calibrar las coordenadas robot-bandeja