Los robots CN pueden hacer mas con el gemelo digital
Integración de la robótica y edge computing para las máquinas existentes
La planta de motores de Siemens en Bad Neustadt ha equipado un centro de fresado con robots controlados por CNC y edge computing. Lo más destacado: Un gemelo digital del robot para la puesta en marcha y la preparación del trabajo. Incluso es posible el aprendizaje de nuevas piezas en el mundo virtual.
Un robot, ¿sólo para el manejo? Hay algo más que eso.
El robot toma una pieza en bruto de un palé de blísteres, la coloca en una estación de alineación y una cámara comprueba su posición. A continuación, el robot vuelve a agarrarla, ahora correctamente alineada, y sustituye la pieza acabada en el espacio de trabajo del centro de fresado por la nueva pieza en bruto. Se trata de una tarea típica de manipulación de robots, que ya se ha visto muchas veces.
"Este nivel de automatización no nos habría satisfecho. Queríamos la automatización de todo el proceso, incluido el cambio de los dispositivos de sujeción, el desbarbado como operación posterior al proceso y el control de calidad al 100% durante el proceso de cambio de las piezas. También queríamos que nuestros programadores de CNC pudieran crear, adaptar y optimizar los programas de los robots por sí mismos", afirma Torsten Franz, experto principal en digitalización en el sector del metal y responsable del innovador proyecto de robótica en Bad Neustadt.
Se evitan las roturas del sistema de robótica clásica
"La programación convencional del robot y los controladores de terceros habrían cambiado las cadenas de procesos de la preparación del trabajo, y habríamos "dividido" la automatización de la máquina y el robot", dice Johannes Schunk, Jefe de Tecnologías de Producción/Planificación/Preparación del trabajo en la Planta de Bad Neustadt. Por eso se decidió integrar un robot de Comau a través de Run MyRobot /Direct Control. Esto significa que todas las acciones del robot se pueden programar y controlar directamente con Sinumerik, con precisión y utilizando ciclos conocidos, y evitando un desvío a través de un controlador de terceros.
SINUMERIK Run MyRobot y el gemelo digital: más flexibilidad, tiempos cortos de ejecución de proyectos
Por lo general, el CNC Sinumerik de un centro de fresado puede controlar el robot directamente. En nuestro caso, el robot recibió su propio Sinumerik 840D sl para que la interrupción de la producción fuera lo más breve posible.
Otra forma de reducir el tiempo de ejecución del proyecto fue el sistema NX CAD / CAM. Éste permite la simulación de la máquina y el robot mediante gemelos digitales, lo que facilita enormemente la programación de procesos complejos, especialmente la sincronización entre el robot y la máquina herramienta. Utilizando los modelos CAD de las piezas, el equipo de Siemens pudo incluso enseñar a los modelos de IA el reconocimiento de las piezas por cámara, con la ayuda de la aplicación Edge "Protect MyMachine /Setup".
La puesta en marcha virtual con el gemelo digital permitió sacar el centro de mecanizado de la producción durante un tiempo significativamente menor que el de la puesta en marcha convencional. "La puesta en marcha virtual no sólo reduce los riesgos del proyecto y los tiempos de ejecución, sino que también tiene un impacto directo en el retorno de la inversión del proyecto en general, especialmente para los proyectos de tipo brown-field", explica Jakob Brottrager de Heitec. Heitec fue el socio del equipo para el cambio automatizado. "Sin un gemelo digital, el proyecto no podría haberse llevado a cabo en tan poco tiempo y con tan pocos trastornos en la producción".
"La puesta en marcha virtual no sólo reduce los riesgos del proyecto y los tiempos de ejecución, sino que también tiene un impacto directo en el retorno de la inversión del proyecto en general, especialmente para los proyectos de tipo brown-field"Jakob Brottrager, Heitec
Programación conocida, cadenas de procesos conocidas: requisitos mínimos de formación
La robótica CNC también tiene otras ventajas para la planta de Siemens: Los trabajadores ya están familiarizados con la programación CNC y, por tanto, pueden modificar y optimizar la programación sin ayuda externa ni formación adicional. El robot se puede programar de la forma habitual mediante ciclos, integrando directamente los elementos de seguridad. Se evitan las interrupciones en las cadenas de herramientas y procesos de la planta.
Control de calidad durante el proceso y supervisión
El robot y la máquina herramienta están conectados a MindSphere Cloud a través de Sinumerik Edge. Los datos en tiempo real se evalúan en la Edge CPU, sin sobrecargar el CNC.
Esto abre posibilidades completamente nuevas, por ejemplo, en la supervisión de la calidad. Por ejemplo, los datos del proceso de la máquina herramienta se visualizan a través de la aplicación "Analyze MyWorkpiece /Monitor". Al realizar una comparación con un proceso objetivo almacenado aquí, se pueden detectar las desviaciones relevantes durante el procesamiento y el robot puede apartar las piezas afectadas por separado para realizar inspecciones de seguimiento o un procesamiento posterior.
La ventaja es que se inspecciona el 100% de las piezas, sin necesidad de un paso adicional del proceso para garantizar la calidad. En MindSphere, aplicaciones como Manage MyMachines también visualizan los datos transmitidos por las máquinas y los robots en términos de utilización, rendimiento y otras cifras clave, en cualquier momento o lugar, incluso a distancia del proceso de producción. De este modo, se puede identificar y aprovechar un mayor potencial de optimización.
El robot sustituye las piezas y los sistemas de sujeción, apila las paletas y desbarba
El robot controlado por CNC del centro de fresado de Chiron en Bad Neustadt hace ahora bastante más que un robot de manipulación normal: La aplicación Edge "Protect MyMachine /Setup" utiliza las imágenes de la cámara para detectar cuál de las 13 piezas en bruto actuales se encuentra en el palé de blísteres, y lanza los programas CNC correspondientes para los robots y las máquinas herramienta.
Al desbarbar la pieza anterior en paralelo con la operación de fresado en curso, el robot acorta el tiempo de producción de cada pieza. "Robbie" guía los bordes a desbarbar sobre dos husillos de rectificado.
Si las nuevas piezas requieren un cambio de dispositivo de sujeción, el robot reajusta la máquina.
Si el palé de blísteres con las piezas sin terminar está vacío o el de las piezas terminadas está lleno, el robot también vuelve a apilar los palés. Esto significa que la célula puede estar en producción las 24 horas del día, totalmente automatizada y sin personal. Los datos sobre la calidad y los indicadores clave de rendimiento (KPI) se registran permanentemente a través de Sinumerik Edge y se supervisan de forma remota.
Punto de referencia para la robótica CNC
"En la planta de Bad Neustadt, estamos demostrando cómo la digitalización y la automatización pueden aumentar la productividad en el taller, y cómo nuestro hardware y software pueden utilizarse para crear soluciones robóticas integrales que pueden ser utilizadas inmediatamente por nuestra mano de obra. Carga y descarga, reequipamiento, posprocesamiento, mecanizado, control de calidad, supervisión: todo está totalmente automatizado. Junto con socios como Heitec, nuestros equipos han implementado aquí un proyecto emblemático de robótica CNC y han aumentado aún más la productividad de nuestra planta", afirma Peter Deml, director de la fábrica, resumiendo el exitoso proyecto de robótica en Bad Neustadt. "Sólo puedo animar a los fabricantes y a los especialistas en CNC a que visiten nuestra Arena of Digitalization aquí en la planta de Bad Neustadt, y vean lo que realmente funciona en la automatización y la digitalización. Es más, aquí hablan con profesionales experimentados que se enfrentan a retos similares a los suyos."
Visite nuestra Arena of Digitalization aquí en la planta de Bad Neustadt, y vea lo que realmente funciona en la automatización y la digitalización. Aquí hablará con profesionales experimentados que se enfrentan a retos similares a los suyos.Peter Deml, director de la planta de motores de Siemens en Bad Neustadt
