Este cobot debe tener buena visión

Cuando Würth inauguró el centro de ventas VZ West en el emplazamiento de Künzelsau-Gaisbach en mayo de 2013, Norbert Heckmann, Presidente del Consejo de Administración de Adolf Würth GmbH & Co. KG, prometió, entre otras cosas, que los empleados se beneficiarían de las innovaciones del nuevo edificio. Dijo: "Les facilitará aún más su trabajo diario". Para ello, Würth integró tecnología moderna y diseñó los puestos de trabajo de forma ergonómica. Sin embargo, el objetivo de tratar de forma sostenible también el recurso de la mano de obra aún no se consideraba completo: Incluso hoy, el especialista en tecnología de montaje y fijación comprueba si las tareas son demasiado monótonas o exigentes físicamente, como en el departamento de recepción de mercancías del centro de ventas.

Aquí, 30 personas trabajan en dos turnos al día y mueven unas 3.000 cajas. Apilan los cartones cúbicos de 500 a 5.000 gramos llenos de tornillos, tuercas, arandelas o elementos de construcción de acero de los palés en pequeños portadores de carga (SLC). "La carga total de un empleado asciende así a varias toneladas repartidas a lo largo del turno. La monotonía del trabajo es igual de estresante", aclara Roland Schneider, Jefe del Departamento Técnico de Adolf Würth GmbH & Co. KG.

Hasta ahora, la rotación constante después de cuatro horas era la mejor forma de contrarrestar la ergonomía y la monotonía del procesamiento manual. Para aliviar a los empleados, cubrir el futuro crecimiento y contrarrestar la creciente escasez de trabajadores cualificados, Würth aumentará el grado de automatización de la logística.

J. Schmalz GmbH se propuso automatizar de forma inteligente el proceso de manipulación manual existente. "Mover cajas de distintos tamaños y pesos es la tarea ideal para nuestra garra BinPicking SBPG", explica Matthias Frey, Business Development Robotics. La SBPG es lo suficientemente larga para introducirse en las cajas y lo suficientemente ligera para no reducir demasiado la capacidad de elevación de los robots más pequeños. Esto permite que un cobot de Universal Robots, que ocupa poco espacio, guíe la garra mientras el Vision Eco-System para Schmalz VE4S se encarga de ver. Utilizando componentes estándar de su área de robótica y visión, Schmalz proporciona a Würth una solución económica por menos de 100.000 euros que puede implementarse rápidamente gracias a los sistemas plug-and-play, sin grandes esfuerzos de ingeniería.

El concepto se estableció rápidamente, aunque dos detalles supusieron un reto especial para los conocimientos tecnológicos de Schmalz: en primer lugar, la recogida del palet y la colocación ajustada de los paquetes en las cajas a pesar de la gran varianza, y en segundo lugar, el reconocimiento de una capa intermedia con una impresión desconocida. Para complicar aún más las cosas, el diseño de las hojas deslizantes puede parecerse al de las cajas. "El único enfoque que funcionó aquí de forma segura para el proceso fue el uso de inteligencia artificial", explica Frey. Schmalz implementó el patrón de reglaje definido con una programación específica para cada pieza. "Empezamos con una gama limitada de piezas, que utilizaba la primera célula al 100% de su capacidad. Ahora estamos trabajando para optimizar el rendimiento de picking de las células siguientes y ampliar el espectro de piezas para poder almacenar automáticamente artículos adicionales."

En cambio, los retos planteados por las condiciones de espacio reducido en el emplazamiento y la tarea adicional de recuperar los contenedores vacíos de un transportador de cajas fueron relativamente fáciles de superar. Esto se debe a que un escáner láser elimina la necesidad de una valla de seguridad y garantiza así una célula ordenada. En cuanto se acerca una persona, el robot colaborativo reduce su velocidad y sigue trabajando de forma segura con fuerzas reducidas.

Para realizar las distintas tareas de agarre, el cobot puede intercambiar de forma independiente las ventosas de la garra SBPG BinPicking y -gracias al módulo de cambio rápido MATCH- toda la garra. "Un recogedor de cargas está siempre en el brazo del robot mientras el otro espera en la estación de agarre. Si, por ejemplo, hay que mover una caja, el cobot coge la garra PXT diseñada para este fin. Gracias a la conexión y comunicación estandarizadas, está inmediatamente lista para su uso", explica Frey. El SBPG dispone de tres ventosas, la SAOF ovalada, la SPB1 60 y la SPB1 80, para que el robot pueda manipular con seguridad cajas de cartón de cualquier tamaño. El generador de vacío neumático RECB proporciona el generador de vacío. Su boquilla SEP integrada garantiza un funcionamiento eficaz y, al mismo tiempo, un ahorro de energía.

Schmalz implementó un software con una interfaz de usuario que los empleados utilizan para introducir el trabajo actual. Este se comunica con la cámara, el cobot y el escáner láser de seguridad y, tras la entrada, ajusta el controlador del robot y la cámara a la tarea. "Actualmente cubrimos alrededor del 30 por ciento de la amplísima gama de mercancías, y la tendencia va en aumento", explica Frey en abril de 2022. La particularidad en este caso es también que Würth controla toda la gestión de pedidos de la célula robotizada a través del software. Lo que ya funciona al cien por cien son funciones como la comprobación del contenedor de destino, en la que la cámara comprueba si el SLC suministrado está realmente vacío, la detección y retirada de las capas intermedias de la caja de origen y la comprobación de colisiones. Aquí, el software calcula los puntos de paso a los que se aproxima el robot y utiliza el gemelo digital para comprobar si hay colisiones. En caso afirmativo, evita los obstáculos y define nuevos waypoints.

El robot colaborativo lleva funcionando en el centro de distribución de VZ West desde finales de diciembre de 2021. "Lo que escucho de nuestro personal en el departamento de entrada de mercancías es sistemáticamente positivo: están encantados", informa Roland Schneider, que inmediatamente después ofrece una visión del trabajo diario con el Cobot: Los empleados utilizan la carretilla elevadora para trasladar un europalé con cajas a la zona designada. Las cajas miden entre 100 y 250 milímetros de largo, entre 90 y 100 milímetros de alto y 90 milímetros de ancho. El robot coge el propio contenedor de destino SLC de una cinta transportadora. La célula robotizada llena tantos contenedores SLC como sea necesario hasta vaciar el europalé. Cuando los contenedores se introducen en la cinta transportadora, se escanean y se registran en el sistema SAP.

La solución de Würth muestra cómo un robot colaborativo en combinación con un sistema de cámaras y la programación adecuada alivia eficazmente a los empleados. "El cobot reduce el trabajo monótono, mejora notablemente la ergonomía y es, por tanto, un valioso apoyo. Ahora se trata de familiarizarlo poco a poco con toda nuestra gama de productos para que alivie un poco el cuello de botella del personal", subraya Schneider, a quien le gustaría realizar más proyectos con Schmalz y "el gran equipo de expertos que rodea al Sr. Frey".