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Ballet de robots

27/03/2014

Son varias las claves que hoy marcan la diferencia en la competitividad de una planta productiva, como el ahorro de tiempos de fabricación, la flexibilidad de las soluciones instaladas para adaptarse a las necesidades estratégicas y de mercado –sin que eso suponga un coste añadido –, y la escalabilidad de los modelos de producción utilizados, entre otras cuestiones.

Con esas ideas en la cabeza, los ingenieros de ABB han desarrollado un sistema que permitirá resolver muchas cuestiones operativas en las plantas de producción robotizadas y optimizar con mayor facilidad su diseño productivo. MultiMove es el nombre de una aplicación integrada en el software de los últimos modelos de controladores de robots de ABB.

Según esta empresa, se trata de una herramienta que anuncia una nueva era en las aplicaciones de estos artefactos. Puede que la terminología del marketing parezca entusiasta, pero es innegable que la aplicación de ABB puede imponerse como un ejemplo a seguir en el mercado a juzgar por las posibilidades que ofrece.

Coordinar cuatro robots

Este nuevo instrumento es capaz de coordinar el trabajo de cuatro robots de manera simultánea, gracias a su potencia de cálculo y a la modularidad de las últimas soluciones de control de ABB, las IRC5, que pueden calcular los recorridos de hasta 36 servoejes. IRC5 es la nueva generación de controladores de robots de ABB, que presentan varias características especialmente interesantes, como son su modularidad, el software instalado y una unidad de programación táctil ergonómica.

La combinación de hardware y software han dado como resultado un sistema que es totalmente flexible a la hora de combinar el trabajo de los grupos de robots. Por ejemplo, todos los dispositivos pueden trabajar con autonomía, estar sincronizados en determinados momentos de sus ciclos u operar en grupo al unísono.

También se pueden establecer grupos coordinados en combinación con unidades trabajando autónomamente; por ejemplo, en una celda de cuatro robots, dos pueden funcionar de manera coordinada mientras los otros dos lo hacen cada uno por su cuenta y en un momento del ciclo sincronizarse los cuatro.

Las combinaciones son muy variadas, como se puede ver, pero recaen sobre alguna de las dos modalidades posibles. De esta forma, en el movimiento semicoordinado, un posicionador mueve el objeto de trabajo mientras los otros robots esperan a que se detenga, instante en el que operan sobre él así que la sincronización sólo se efectúa entre momentos de operación y de movimientos del posicionador.

En el movimiento totalmente coordinado, sin embargo, se produce un ballet de robots en el que todos están en acción y las evoluciones de uno se complementan con las de los demás.

Facilitar la complejidad

El software que permite estas posibilidades es muy complejo, pero lo es precisamente para que la programación de cara al cliente sea sencilla. El software de control que el IRC5 utiliza –RobotWare– está especialmente desarrollado para la comunicación con el robot y entre otras características destacables, es fiable y preciso.

Las aplicaciones prácticas del robot están simplificadas y ajustadas a las necesidades del cliente gracias a RAPID, un lenguaje de programación de alto nivel, fácil de utilizar, pero que posibilita trabajar por capas de modo que se pueden diseñar soluciones realmente complejas y elaboradas.

Cada programa de cada robot se puede ver y ejecutar de manera independiente en la terminal táctil FlexPendant o en un clásico PC. Por otra parte, es posible ejecutar los movimientos coordinados de los robots en una modalidad denominada “movimiento gradual coordinado”.Consiste en que se pueden mover simultáneamente los robots paso a paso y lentamente y así realizar las mismas acciones que cuando están trabajando en tiempo real.

A modo de moviola, un ingeniero puede controlar este movimiento con la palanca del FlexPendant y situarse cerca de los robots. Es factible incluso dar independencia a uno de los robots en un momento concreto para ajustarlo en su posición relativa. Dicho de otro modo, es posible determinar la escena con mucha exactitud para mejorar el funcionamiento del grupo.

Este ajuste y precisión luego es respetado y optimizado cuando el conjunto trabaja en tiempo real, gracias a dos sistemas desarrollados por ABB que mejoran la minuciosidad y la rapidez del robot.

TrueMove es una característica que obliga al robot a seguir el mismo movimiento trazado que el programado y QuickMove, por su parte, lo optimiza, utilizando la mayor aceleración en cada momento y, por lo tanto, reduciendo sensiblemente los tiempos de ciclo.

 

Entre bambalinas

Para que MultiMove y el software que lo sostiene puedan entrar en acción como unos directores de orquesta que marquen el compás a los robots, es necesario un duro trabajo entre bambalinas, donde se encuentran los módulos del IRC5,el sistema de control de quinta generación de ABB.

Lo primero que destaca del nuevo IRC5 es su modularidad. Cada célula de control de cada robot está compuesta de un sistema informático que se aloja en un cajón independiente y se comunica con el resto de módulos mediante una conexión Ethernet. Este cajón es apilable a fin de ahorrar espacio en la instalación, y se puede colocar a una distancia de hasta 75 m del robot.

Cada uno de los módulos tiene, además, su propio ordenador y capacidad de supervisión, por lo que la integración con otro o su utilización de forma autónoma le confieren una gran flexibilidad.

 

Acceso sencillo

Los elementos principales de los módulos son accesibles sin tener que desenchufar ningún cable, por lo que se ahorran tiempos de mantenimiento. Un sistema completo de control está compuesto de un módulo que aloja el equipo de proceso del cliente y que consta de una fuente de alimentación y conexiones. En segundo lugar, es necesario un módulo de control, que es el que aloja el IRC5, con su CPU, fuente de alimentación, panel de operaciones y conexiones, así como la conexión al FlexPendant, una terminal de control con pantalla táctil que supone una importante novedad.

En tercer lugar se encuentra el módulo de accionamiento, que contiene la fuente de alimentación y las unidades de movimiento del robot y motores adicionales. Los tres módulos se pueden combinar apilados y sus medidas son las mismas: 625 x 700 x 700 mm, si bien hay un cuarto tipo, de 900 x 700 x 700 mm, que es una solución compacta que alberga los dispositivos de control y accionamiento en un mismo espacio.

Esta modularización permite que para añadir un nuevo robot a un grupo de otro u otros, sólo es imprescindible incorporar un módulo de accionamiento más. En resumen, como se puede ver,se trata de una solución pensada para casi cualquier tipo de empresa y necesidad productiva en la que se requiera un automatismo.

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CASO 1: movimiento semicoordinado

 

Problema: se necesita soldar una pieza de trabajo en varios puntos y por dos lados diferentes. Solución: el posicionador lleva la pieza hasta los soldadores, presenta su cara superior y se para. Los robots soldadores entran en acción, hacen su trabajo y se retiran. Es entonces cuando el posicionador vuelve a ser el protagonista, mueve la pieza para mostrar su cara inferior y se detiene, momento en el que los soldadores vuelven a activarse y terminan el ciclo.

 

CASO 2: movimiento completamente coordinado

Problema: soldadora por puntos de una pieza en un arco.

Solución: un robot mueve continuamente la pieza de trabajo a lo largo de un arco y, mientras, otro aplica dos puntos de soldadura, uno en el interior del arco y otro en el exterior. El robot de soldadura tiene dos movimientos espaciales que se coordinan con otros dos en los que el posicionador coloca la pieza, además de un tercero, que es el de traslación a lo largo de todo el arco.

 

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SUMA DE ESFUERZOS

 

El grupo ABB se formó en 1988 a partir de la fusión de dos empresas, la sueca Asea y la suiza BBC Brown Boveri, ambas con una trayectoria que se remontaba a las últimas dos décadas del siglo XIX. Hoy ABB tiene su central en Zúrich, si bien cotiza en la bolsa de dicha ciudad, en la de Estocolmo y en la de Nueva York y opera en más de 100 países, en donde da trabajo a unos 105.000 empleados.

Sus actividades se centran en tres grupos principales: energía eléctrica –como fabricante y proveedor llave en mano de componentes e instalaciones de distribución; automatización –lo que incluye la fabricación y montaje de componentes electrónicos y de robots, así como la instalación de procesos automatizados y, por último, la división ABB Lummus Global, que ha continuado con las actividades de diseño y provisión de plantas de producción, refinerías e instalaciones petroquímicas.