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Los robots mejoran el acabado de superficies complejas de forma libre

Casi todos los sectores de fabricación industrial siguen dependiendo del acabado de superficies manual. Gracias a unas «células» robóticas innovadoras, es posible que humanos y robots colaboren muy pronto en aras de hacer el trabajo más rápido, mejor y más rentable.

Economía digital
Tecnologías industriales

Los robots industriales son muy comunes. Pueden realizar rápidamente tareas simples y repetitivas, incluso muchas que requieren una alta precisión y fiabilidad. Con todo, en lo que respecta al acabado de superficies metálicas complejas de forma libre, la mano de obra humana representa el 90 % del trabajo realizado en la actualidad. Más del 95 % de las aproximadamente siete mil empresas del sector en todo el mundo son pymes. Las empresas europeas están en desventaja en lo relativo a aquellas tareas que requieren una gran cantidad de mano de obra debido a la disparidad salarial que existe en comparación con países como China, India y Brasil. Quince equipos del mundo académico y el sector industrial de cinco países europeos trabajaron bajo los auspicios del proyecto SYMPLEXITY, financiado con fondos europeos, en aras de resolver este problema a través del empleo de sistemas colaborativos humano-robot seguros. Identificación colaborativa de las propiedades fundamentales de las superficies SYMPLEXITY, dirigido al sector de moldes y matrices, se centró en tres técnicas de acabado utilizadas comúnmente, a saber: desbaste por abrasión, pulido por chorro de fluido y pulido láser. Una de las principales dificultades para automatizar el acabado de superficies complejas de forma libre prescindiendo de la supervisión y manipulación humanas es la comprensión de las propiedades de la superficie del producto antes, durante y después del procesamiento. Para superar este obstáculo clave, los investigadores desarrollaron tecnologías de sensores y metrología para la identificación objetiva automatizada de las propiedades de la superficie. Los datos matemáticos empleados por los robots en los cálculos se almacenan en una base de datos y, además, pueden ser evaluados por el operario humano. SYMPLEXITY está cambiando las tornas para aquellos que no estén interesados en el mecanizado y la metrología. Los investigadores emplearon las HoloLens de Microsoft para superponer datos y parámetros medidos en la pieza real en 3D a través de la realidad aumentada. No solo es divertido, sino que también favorece una toma de decisiones más rápida, más fácil y más eficaz sobre el repasado y los defectos. Relaciones simbióticas humano-robot SYMPLEXITY creó un robot colaborativo ligero y un robot colaborativo de grado industrial. El primer robot puede llevar a cabo procesos como el pulido láser automatizado, la medición automatizada de superficies y la limpieza de forma autónoma. Además, el operario puede emplearlo como un sistema de manipulación flexible para realizar el repasado. El segundo robot introduce el concepto de una célula robótica reconfigurable. Se basa en el control numérico computerizado (CNC) estándar, un protocolo de diseño asistido por ordenador (CAD) para convertir diseños espaciales o geométricos en representaciones numéricas. Para ello, SYMPLEXITY integró tecnologías de desbaste por abrasión, pulido por chorro de fluido y un sistema óptico de medición de superficies. La configuración modular de la célula robótica permite procesos de acabado independientes o el uso complementario de ambos. Tal y como explica el coordinador Sebastian Hähnel: «El desbaste por abrasión permite velocidades relativamente altas de eliminación de material, mientras que el pulido por chorro de fluido permite un mejor acceso a las herramientas gracias a la reducción de las limitaciones del tamaño de construcción de las mismas». La programación automatizada de las secuencias de pulido y el control flexible de los parámetros de la máquina, como la fuerza aplicada, hacen que un portaherramientas compatible imite mejor la llamada «sensibilidad táctil». Es más, la célula robótica admite el aprendizaje automático, cuyos «profesores» son la experiencia robótica y el conocimiento humano. Con vistas a un acabado autónomo de superficies complejas Según Hähnel: «Uno de los puntos culminantes del proyecto fue la oportunidad de presentar el proyecto SYMPLEXITY con la célula robótica configurable en la exposición Automatica 2018 celebrada en Múnich. El concepto suscitó mucho interés y nuevas relaciones con los clientes y futuros socios potenciales del proyecto». Las tecnologías de SYMPLEXITY conectan a las personas, los datos y las máquinas. La integración de herramientas de fabricación simbióticas humano-robot y sistemas de control de calidad prometen convertir el 80 % del trabajo de acabado manual actual en un control robótico autónomo. Esto proporcionará a las empresas europeas de moldes y matrices una ventaja competitiva sobre los países que dependen de una mano de obra más barata para mantener bajos los precios de los productos.

Palabras clave

SYMPLEXITY, robot, pulido, automatizado, célula robótica, manual, colaborativo, industrial, acabado de superficies, simbiótico, reconfigurable, metrología, HoloLens

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