Automatización y Robótica

Wade Anderson:

Hola, mundo de la fabricación. Soy Wade Anderson de Shop Matters, patrocinado por Okuma America. Este podcast se creó para hablar de todo lo relacionado con el mecanizado y la fabricación. Hoy nos acompaña en el estudio Greg Feix, de Gosiger Automation. Hola, Greg.

Greg Feix:

Buenos días a todos.

Wade Anderson:

Me alegra que estés aquí con nosotros hoy, Greg. Te conozco desde hace unos 15 años. Siempre que pienso en automatización, eres el primero que me viene a la mente. Pero para todos los que nos escuchan, cuéntanos un poco sobre lo que haces y sobre Gosiger Automation.

Greg Feix:

Claro, Wade. Gracias. En Gosiger Automation, nuestro negocio principal son las máquinas herramienta CNC y la fabricación, y de ahí surgió la necesidad de brindar soporte a la industria manufacturera estadounidense mediante robótica. Así que, en los últimos 30 años, hemos crecido hasta contar con un equipo de aproximadamente 60 personas que hoy brindan soporte a Okuma y a la industria manufacturera estadounidense a través de la robótica. Si lo piensas bien, todas las máquinas herramienta de fabricación que tienen, ¿verdad? Por lo tanto, tienen que diferenciarse de alguna manera mediante un proceso, volviéndose más eficientes con lo que tienen.

Wade Anderson:

Muy bien. Greg, entré en esta industria casi por casualidad. Empecé con la idea de ser mecánico. Tenía claro que iba a ser el próximo constructor de coches modificados, o lo que fuera. Una cosa llevó a la otra y empecé a programar máquinas herramienta. Desde entonces, me he dedicado a la industria de las máquinas herramienta CNC. ¿Qué te llevó a la automatización? ¿Cómo terminaste en Gosiger y entrando en el mundo de la automatización?

Greg Feix:

Bueno, un poco por casualidad, tengo formación en ingeniería mecánica.

Wade Anderson:

Ese es un denominador común. Cuando hablo con gente del sector de las máquinas herramienta y les pregunto: "¿Cómo entraste en esta industria?", muchos responden: "Pues, simplemente sucedió". Así que parece que, a veces, la suerte influye un poco a la hora de entrar en este mundo.

Greg Feix:

Sí, de todas formas ha sido una época apasionante para la automatización, y estar en este sector y ver lo que podemos hacer para ayudar a nuestros clientes a ser más competitivos y a hacer más con menos es realmente gratificante.

Wade Anderson:

Sí. Bien, entonces te graduaste en ingeniería mecánica y entraste directamente a trabajar para Gosiger.

Greg Feix:

No, empecé en una empresa de distribución de energía diseñando dinamómetros, frenos de embrague y ese tipo de máquinas para probar tractores en el campo. Después me dediqué a las ventas técnicas y luego quise pasar a las ventas externas. Así que ahí fue donde empecé en Gosiger, allá por 2005.

Wade Anderson:

Vale. Sí, pensaba que tú y yo empezamos casi al mismo tiempo. Yo empecé en Okuma en 2005, y creo que tú y yo empezamos prácticamente a la par. Empezasteis muy cerca de esa época. Yo empecé en octubre de 2005 en Okuma.

Greg Feix:

Sí, creo que fue en mayo del 2005, así que.

Wade Anderson:

Bueno.

Greg Feix:

Un poco más largo que tú.

Wade Anderson:

Sí, excelente. Tengo la oportunidad de contactar a miles de clientes a lo largo del año, hablar con ellos sobre las diferentes soluciones que necesitan y los distintos problemas a los que se enfrentan, y veo que muchas empresas se inclinan por la automatización. Pero, al mismo tiempo, veo muchas que le temen a la automatización o que dicen: "Lo que hago es único. No se puede automatizar mi proceso". ¿Qué opinas tú y cuáles son los factores clave que se deben tener en cuenta al hablar de automatización?

Greg Feix:

Claro. En automatización, la mayoría de la gente piensa, o en fabricación, que se necesita una producción de alto volumen y baja variedad para que la automatización sea efectiva. Y lo que hemos descubierto desde la recesión de 2008-2009 es que los volúmenes han disminuido, pero la variedad de piezas ha aumentado. Y a los clientes, tenemos que educarlos sobre cómo analizamos dónde puede ser efectiva la automatización. Analizamos procesos comunes, o una familia de piezas, o incluso como uno de nuestros clientes, lo único que tienen en común sus piezas es que se colocan planas en una cinta transportadora, y las transportamos como si fueran una cinta de supermercado.

Greg Feix:

La mayoría de la gente piensa que, al verlo, están viendo una sola pieza que estamos automatizando. Tenemos un cliente que nos entregó más de 97 planos de piezas y nos dijo: "Automatizaremos dos máquinas herramienta, pero queremos que una pieza se procese en una máquina, mientras que las demás se procesan en la otra". Ese es el tipo de retos en los que nos gusta participar, y al final, creo que tenemos 10 máquinas Okuma automatizadas de esa manera para su producción.

Wade Anderson:

De acuerdo. Siempre veo las cosas, para mí, el mundo, a través de tu sesgo, ¿verdad? Estás acostumbrado a ver el mundo a través de las gafas que usas. Yo uso las gafas Okuma, así que entro a un taller mecánico. Estoy trabajando con un cliente tratando de ayudar en el proceso para el que me ha llamado. Me gusta entrar y volver a mirar el taller, estoy viendo las cosas desde la perspectiva de Okuma. Recorro el taller y puede que me haya llamado porque quiere hablar sobre una nueva máquina herramienta, y quiere hablar sobre agregar una horizontal, o agregar una máquina de cinco ejes. Pero hay ciertas cosas en las que me fijo cuando recorro un taller, y mientras lo recorro empiezo a buscar dónde están las áreas problemáticas, dónde están las áreas donde las piezas están estancadas.

Wade Anderson:

Y a veces, la razón por la que me contrató no es realmente cuál es su problema. Puede que esté recorriendo la planta y me dé cuenta de que todos los husillos están girando, hay un par de máquinas que no lo están, pero hay un gran cuello de botella de piezas en el laboratorio de control de calidad esperando a pasar la inspección antes de poder salir por la puerta. Entonces, bueno, si empezamos a centrarnos en eso y a resolver ese problema, podemos añadir dispositivos de inspección al proceso de la máquina herramienta, diferentes cosas así, y estamos tratando de mover donde está ese cuello de botella. Así es como lo veo desde el punto de vista del corte de virutas: estoy recorriendo una planta.

Wade Anderson:

¿Qué buscas desde la perspectiva de la automatización? Cuando entras en la tienda de un cliente y quiere hablar de automatización, ¿cuáles son los principales indicadores que te alertan al recorrer el local? ¿Qué cosas te hacen pensar que algo anda mal? Esta es un área que debemos analizar.

Greg Feix:

Sí. Lo primero que siempre sugiero es que la automatización solo es buena si el proceso está bien hecho. Así que empiezo analizando los problemas que puedan tener con los chips o cualquier otro componente similar, pero luego busco dónde están las luces rojas, porque a menudo tenemos clientes que sugieren que necesitan más capacidad, que necesitan más capacidad para sacar las piezas del taller. Pero luego entras en el taller y hay bastantes luces rojas. Sugerimos por qué no automatizan parte del equipo existente para ser más competitivos y aprovecharlo al máximo.

Wade Anderson:

De acuerdo. Mencionaste algo que me hizo reflexionar. Hablaste de chips. Chips, la capacidad de controlar variables, ¿verdad? Entonces, cuando analizo un proceso de fabricación, si hablamos de automatización, un aspecto clave para mí es si podemos controlar todas las variables que vamos a encontrar. Si no podemos controlar las variables, realmente no podemos automatizar. ¿Qué cosas de ese tipo buscas? ¿Cuáles son algunas de las variables que un cliente necesita comprender para asegurarse, antes de intentar integrar robótica o algún tipo de automatización, de que estas son algunas variables comunes que debemos tener en cuenta?

Greg Feix:

Claro. La vida útil de la herramienta es clave para eso, es importante. La automatización no será efectiva si siempre estás en la celda cambiando insertos. Por eso, a menudo hablamos de herramientas redundantes. ¿Qué tipo de inspección necesitamos hacer? De esa manera podemos controlar el proceso, porque dentro de la automatización, si no tienes ningún tipo de control de calidad, muy a menudo vas a fabricar muchas piezas buenas o piezas malas, una de las dos. Así que estamos utilizando...

Wade Anderson:

Me gusta eso. Haces muchas piezas. Depende de ti si son buenas o malas, ¿no?

Greg Feix:

Así es. Así es. Con frecuencia utilizamos algún tipo de sistema de medición con retroalimentación a las máquinas para compensar el desgaste de las herramientas. De esta manera, podemos mantener el proceso y continuar en modo automático.

Wade Anderson:

De acuerdo. ¿Participas mucho en la inspección fuera de la máquina herramienta? Es decir, cuando descargas una pieza, la envías a algún tipo de dispositivo de medición y luego, pero aún está dentro de esa celda automatizada?

Greg Feix:

Con bastante frecuencia. Es decir, podemos hacer una auditoría simple donde, a intervalos determinados, podemos dejar caer una pieza y proporcionársela a un operador para que realice una inspección manual, o realizaremos una medición automática posterior al proceso, ya sea con un medidor dedicado, una CMM, incluso como una Equator, o algo de esa naturaleza, y luego usar algunos productos de Caron Engineering para analizar los datos de la inspección y luego compensar la máquina.

Wade Anderson:

Muy bien. Cuéntame más sobre eso. Tomemos un ejemplo. Si estoy trabajando con un eje, por ejemplo, y estamos automatizando el proceso, se retira el eje. Hay un par de escenarios diferentes: se podría realizar una inspección dentro de la máquina usando medición automática, palpado de piezas, o se podría retirar la pieza y, básicamente, marcar una orden en el programa para que el robot la deposite en una estación de salida. Esa pieza iría luego a una CMM de planta, una Renishaw Equator o algún otro dispositivo de planta que la inspeccione. Luego, basándose en esas mediciones, ¿Caron Engineering enviaría esa información al control?

Greg Feix:

En realidad, el medidor envía un archivo al sistema de control, donde Caron Engineering examina la ubicación del archivo. Luego, analiza las mediciones recibidas y, si es necesario, realiza los ajustes necesarios en el software.

Wade Anderson:

Bien, ¿hay alguna forma de detectar si las cosas se desvían demasiado? ¿Detenemos la operación y alertamos al operario para decirle: «Un momento, algo no está bien»? ¿El desgaste normal de la herramienta está aumentando demasiado, o las compensaciones son excesivas? ¿Hay algún problema? ¿Se ha roto un inserto? ¿Existe algún mecanismo que permita detectarlo para detener la operación y alertar al operario para que lo revise?

Greg Feix:

Sí, por supuesto. Dentro del rango de medición, si detectamos una pieza defectuosa, podemos detener la máquina inmediatamente y llamar a un operario para que evalúe la situación. A veces, algunos clientes solicitan que, si detectan dos piezas defectuosas seguidas, por si acaso la primera pieza tuviera una pequeña imperfección, continúen con el modo automático o que activemos una alarma para que la máquina detenga el corte de más piezas.

Wade Anderson:

De acuerdo. Muy bien. Hace muchos años, solía programar robots, principalmente robots FANUC y Motoman. En aquel entonces, los conectábamos con entradas/salidas discretas y dedicábamos una o dos semanas a enseñarles puntos de control. ¿Cuánto ha cambiado eso con el paso de los años?

Greg Feix:

La interfaz, obviamente con Okuma, creemos que es la más fluida debido a la naturaleza de la máquina. Okuma se encarga de todo... La máquina controla los motores. La interfaz es Anybus EtherNet. Así que conectamos un cable Ethernet, mapeamos las E/S y listo. Por eso, la integración es muy sencilla. Luego, ajustamos los puntos de recogida, carga, descarga y colocación.

Wade Anderson:

Bueno.

Greg Feix:

Hoy en día utilizamos mucho la visión artificial, una tecnología que probablemente no existía en aquel entonces.

Wade Anderson:

En aquel entonces no tenía nada que ver con la visión. Mi época con los colgantes de enseñanza fue entre 1993 y 1994, así que estoy bastante desactualizado en este ámbito, Greg.

Greg Feix:

Sí, la visión artificial es fundamental en nuestro trabajo. Simplifica enormemente la organización de las piezas; ya no es necesario tenerlas en una ubicación fija. Con solo usar el sistema de visión del robot, este las localiza y las recoge, lo que permite reducir aún más la mano de obra directa. Además, se elimina la necesidad de cambios de formato.

Wade Anderson:

De acuerdo. Entonces, la idea es que algo... ¿Puede distinguir diferentes geometrías?

Greg Feix:

Dentro de lo razonable. Me refiero a la visión infrarroja de FANUC en sí. Se basa en artefactos, por lo que se programa a partir de una pieza real.

Wade Anderson:

Bueno.

Greg Feix:

Entonces, si tienes, por ejemplo, una cinta transportadora y un operario coloca otra pieza para comprobarla, la cinta detectará que si está muy desviada, es decir, si la desviación es de un octavo de pulgada o más, probablemente la expulsará.

Wade Anderson:

De acuerdo. Bien. Si tuviera cinco piezas diferentes, si las hubiera programado, y tuviera programas de piezas en el control y hubiera definido cómo se vería la geometría de estas piezas. Si mi operador asistente de celda está cargando una cinta transportadora, y tal vez tenga mezclas, pongo tres de una pieza, cinco de otra, diez de otra, ese robot, el sistema de visión, podría detectar esa geometría y luego llamar a ese programa de pieza para esa pieza.

Greg Feix:

Correcto.

Wade Anderson:

¿Entonces podría pasar de una parte a otra sin la intervención del operador?

Greg Feix:

Sí. Podríamos usar cinco procesos de visión. Podríamos tomar una foto de una pieza, encontrarla y luego, mediante un programa externo, seleccionarla en la Okuma, ejecutar el programa de corte y cargarlo para el mecanizado.

Wade Anderson:

Bueno.

Greg Feix:

Entonces, la única limitación es A, la herramienta del extremo del brazo tiene que manejar esas piezas, y el mandril en la máquina o el dispositivo de sujeción también tendría que manejar esas piezas.

Wade Anderson:

Bien, ¿y qué pasa con la carga incorrecta? Cuando se utiliza la automatización, y especialmente en un ejemplo como ese, si se introducen varias piezas en la celda, ¿cómo puedo confirmar y asegurarme de que se cargan correctamente y evitar que se produzca una carga incorrecta? ¿Esto está relacionado con el sistema de sujeción de piezas?

Greg Feix:

En el extremo de las herramientas del brazo, generalmente tenemos dos elementos: primero, una unidad flexible para asegurar que se cargue hasta el tope fijo en el mandril; pero, a menudo, utilizamos un asiento neumático en el mandril para garantizar que esté bien sujeto, y recibimos información de la máquina antes de que comience el proceso para confirmar que se ha cargado correctamente.

Wade Anderson:

De acuerdo. En mis tiempos de joven, usábamos la función de salto de par en el control Okuma. Así que, si colocábamos una pieza solo para asegurarnos de que estábamos cargando la pieza A y para evitar colocar accidentalmente la pieza B, podíamos introducir una herramienta en bruto y usar el salto de par. Si esperábamos que la pieza estuviera, digamos, a tres pulgadas del mandril, comenzábamos a introducir la herramienta a tres pulgadas y media aproximadamente, usando el salto de par. Entonces, si de repente el motor detectaba un par fuera del rango programado, lo marcaba y podíamos hacer que un operario viniera a comprobar que se había colocado la pieza correcta en el momento adecuado. ¿Todavía se ven situaciones como esa en el campo?

Greg Feix:

Bueno, es curioso que lo menciones, justo ayer hablamos de ello, y se trataba de una parte específica en la que la medición debía hacerse desde el diámetro interior. Tenían previsto usar la función de salto de par para aprovecharla en el lado del contrapunto. Así que sí, lo vemos de vez en cuando.

Wade Anderson:

De acuerdo. Eso es bueno, porque son características estándar del control, y muchas veces, como saben por nuestra parte en Okuma, estamos tan acostumbrados a ellas que casi nos olvidamos de mencionarlas. Así que es bueno ver que ustedes siguen utilizando algunas de esas funciones e incorporándolas. Entonces, supongo que ¿cuáles son las últimas tendencias? ¿Hacia dónde creen que se dirige la automatización? ¿Cuál prevén que será su papel en Gosiger Automation dentro de tres o cinco años? ¿Cómo ven su crecimiento y expansión?

Greg Feix:

Bueno, para que se hagan una idea de lo que hemos hecho en los últimos tres años, Gosiger Automation, cuando empecé, tenía unos 20 empleados, y ahora somos 60. En tan solo tres años, hemos triplicado el tamaño del grupo y seguimos creciendo. A nivel mundial, el envío de robots no deja de aumentar. Creo que entre 2013 y 2018 se produjo un incremento de 200 000 unidades en los envíos de robots a nivel mundial, y la tendencia continúa en esa dirección.

Wade Anderson:

De acuerdo. Sé que para Okuma, uno de los segmentos de mercado más importantes en los que participamos es el de los centros de mecanizado vertical de 40x20, un mercado de gran volumen para las máquinas herramienta en general. La fresadora de 40x20 es uno de los segmentos de mercado más grandes. Para nosotros, es un mercado de productos básicos. ¿Qué opinan, o qué están haciendo ustedes para ayudar, por ejemplo, a los talleres mecánicos que se inician en la automatización y que intentan automatizar un torno pequeño de ocho pulgadas o una fresadora de 40x20? ¿Tienen productos que se adapten a ese mercado de productos básicos?

Greg Feix:

Sí, lo hacemos. En cuanto a las máquinas de 40x20 o verticales, en los últimos dos años hemos observado un crecimiento tremendo en la automatización de este tipo de máquinas. Los clientes generalmente pensaban en una máquina de alto volumen o en una horizontal de carga manual. Sin embargo, lo que estamos viendo es que se invierte en la automatización de un centro de mecanizado vertical, destinando la inversión en la máquina horizontal y sus accesorios. Así que diría que en los últimos dos años hemos visto un aumento de entre el 30 y el 40 % en el número de centros de mecanizado verticales que estamos automatizando.

Wade Anderson:

Vale. Interesante. Así que ustedes se han asociado recientemente con Automation Within Reach.

Greg Feix:

Correcto.

Wade Anderson:

Cuéntame un poco sobre esa relación. ¿Qué hacen? ¿Cuál es su punto fuerte?

Greg Feix:

Claro. Automation Within Reach se centra en la automatización estándar para sistemas altamente flexibles. De serie, su sistema maneja diámetros de entre media y cinco pulgadas y alturas de entre una y siete pulgadas. Es altamente flexible, de bajo costo para entrar en el mercado de la automatización, y hemos visto un gran éxito desde su lanzamiento, o más bien, desde su presentación en IMTS en 2018. Esta unidad está diseñada para poder trasladarse de una máquina a otra, siempre que la máquina lo permita. Pero lo que estamos observando es que, una vez que un cliente adquiere una y comprueba su valor, compra otra para una máquina diferente.

Wade Anderson:

De acuerdo. ¿Cuánto tiempo me llevaría incorporarlo? Acabo de instalar un torno. Ya lo tengo instalado, ahora quiero automatizarlo. Si traigo esta unidad, ¿cuánto tiempo me llevará ponerla en marcha?

Greg Feix:

Les daré un ejemplo de un sistema que implementamos recientemente en una MULTUS B250. La enviamos un lunes por la mañana, se instaló a media tarde del mismo lunes, le cargamos las piezas y funcionó durante 159 horas seguidas. Es decir, a las seis horas de haberla recibido, automatizaron una máquina durante 159 horas.

Wade Anderson:

¡Eso es genial! ¡Es fantástico! Pude probar un poco el control. Los he tenido en nuestro centro tecnológico, los hemos tenido en algunas ferias, y lo que realmente me sorprende es la facilidad de programación. De nuevo, pasar de los días en que manejaba robots con paneles de programación, a usar ahora un programa conversacional ha simplificado enormemente el nivel de habilidad necesario para programar el robot.

Greg Feix:

Sí. Nuestro objetivo, y creo que lo hemos logrado con este producto, es que el panel de control no esté en manos del cliente. En la interfaz hombre-máquina (HMI), se responden preguntas muy sencillas sobre cómo se sujeta la pieza en la carga, dónde se carga, dónde se descarga y dónde se introduce en los cajones. El sistema se encarga de definir la altura total. Así que ni siquiera hay que introducir esa medida. Tampoco hay que especificar la profundidad para cargarla en el mandril.

Greg Feix:

Para ello, utilizamos las opciones estándar del robot. Otro aspecto interesante es que, hoy en día, muchos clientes creen que la automatización requiere algún tipo de PLC y una interfaz muy compleja. Sin embargo, este sistema no utiliza PLC. El robot se comunica directamente con el PC industrial, por lo que no es necesario que este componente sea compatible.

Wade Anderson:

Muy bien. Creo que eso es todo por hoy. Greg, te agradezco tu tiempo. ¿Cuál es tu próximo proyecto? ¿En qué gran proyecto estás trabajando?

Greg Feix:

Bueno, hay varios, pero el más grande, diría yo, es un robot de 1250 kilogramos en el que trabajaremos para cargarlo en una VTM 100. Se trata de sistemas muy grandes que llegarán a nuestras instalaciones a finales de año.

Wade Anderson:

1200 kilogramos. Eso es más o menos lo que levanto en curl de bíceps en un buen día. Muy bien, les agradezco a todos que nos acompañen hoy. Soy Greg Feix de Gosiger Automation. Soy Wade Anderson de Okuma America Corporation, y si tienen alguna pregunta o alguna idea que quieran que tratemos en estos podcasts, no duden en contactarnos. ¡Hasta pronto!