Para su más reciente generación de robots de pintura, b+m surface systems pidió a su socio de automatización B&R que les ayudara a acelerar el proceso de puesta en marcha de sus líneas de pintura personalizadas y totalmente automatizadas, sin comprometer los más estrictos requisitos de seguridad. Los resultados hablan por sí solos: Apenas 18 meses después de la producción en serie, la compañía ya había construido y entregado más de 100 robots con el nuevo controlador.
b+m generalmente tiene sólo 12 meses para diseñar e implementar una línea de pintura llave en mano. Especializada en la pintura de piezas de plástico - en particular para la industria del automóvil y sus subcontratistas - b+m tiene una ventaja muy clara en su mercado tan disputado. La empresa no sólo ofrece soluciones completas de extremo a extremo, sino que también controla toda la cadena de suministro de tecnología, lo que le permite ajustar perfectamente los componentes entre sí.
La serie T1 del robot de pintura de seis ejes de b+m juega un papel central en esta estrategia y por lo tanto debe cumplir con algunos requisitos extremadamente altos. "Nuestros robots y los robots de manipulación son dos especies diferentes", enfatiza el jefe de desarrollo de robótica de b+m. "Para lograr los mejores resultados, los movimientos de nuestros robots deben ser rápidos, fluidos y uniformes -a velocidades de hasta dos metros por segundo a lo largo de un camino continuo. Además, deben estar preparados para operar en ambientes potencialmente explosivos".
Robot de pintura: Rápido y preciso
b+m comenzó el desarrollo de su quinta generación de robots en 2010. Apodada T1 X5, la nueva serie fue diseñada para servir como un nuevo punto de referencia en eficiencia, flexibilidad y fiabilidad en los años venideros. Por lo tanto, uno de los principales objetivos era aprovechar al máximo el control de movimiento y de bucle cerrado más avanzado disponible para lograr velocidades de trayectoria más rápidas y consistentes y, al mismo tiempo, minimizar el desgaste. La nueva generación presentó una oportunidad perfecta para racionalizar el diseño del gabinete de control reduciendo el número de componentes electrónicos, con la ventaja añadida de reducir los tiempos de desarrollo y puesta en marcha.
Con los elevados requisitos de seguridad de la norma DIN ISO 10218:2011 que entraron en vigor justo al principio del proyecto, estas nuevas especificaciones tuvieron que ser tenidas en cuenta a la hora de desarrollar la nueva generación de robots.
B&R se destaca con su solución de seguridad
"Si puedes dominar los extensos requisitos de certificación de una solución de seguridad, entonces un controlador basado en PC no es un problema", razona el jefe de desarrollo de robótica de b+m. "Por eso enfocamos nuestra búsqueda en proveedores cuya cartera incluye tecnología de seguridad".
Al final de la evaluación, B&R había ascendido a la cima. La plena integración de la tecnología de seguridad con las nuevas funciones de software disponibles resultó ser el factor decisivo.
El primer paso para b+m fue desarrollar una gama de funciones de seguridad de alta velocidad basadas en POWERLINK, openSAFETY y SafeMOTION de B&R. Éstas incluyen funciones de control de movimiento integradas como la desconexión segura del par, la parada segura 1 y 2, la velocidad limitada segura y la velocidad máxima segura, así como la supervisión segura de las posiciones de los ejes. Las funciones para supervisar la posición del robot y para utilizar las opciones seguras de la máquina también están totalmente integradas en la aplicación de control. Esto permite que la máquina esté equipada con complementos relacionados con la seguridad sin excesivos gastos de programación y recertificación.
Velocidad limitada con seguridad en el TCP
El segundo paso para b+m fue utilizar las funciones de seguridad avanzadas de SafeROBOTICS de B&R para implementar de forma segura la velocidad limitada en el punto de centro de herramientas (SLS en TCP) así como una cadena cinemática en serie segura con tablas de parámetros seguros.
"Funcionalmente, hemos dado un gran salto adelante con la tecnología de seguridad de B&R", dice el gerente de b+m. "Con SafeMOTION y POWERLINK, ya no necesitamos un bus de seguridad separado, y la instalación y puesta en marcha son mucho más rápidas sin todas las tediosas configuraciones de software."
b+m ha reducido tanto el tamaño como el número de componentes instalados en el armario de control mediante el uso de módulos ACOPOSmulti de dos ejes con funciones de seguridad integradas, lo que a su vez simplifica aún más la instalación. El cambio a una nueva solución de placa fría ha mejorado el rendimiento de enfriamiento. Los servoaccionamientos ACOPOS se comunican a través de POWERLINK con un controlador de seguridad SafeLOGIC, un sistema de E/S X20 y el controlador de robótica, un potente PC 910 de Automation.
Construido según las especificaciones de b+m, el armario de control ocupa menos espacio y es más rápido de instalar y cablear gracias a la solución de B&R. La reducción del número de piezas móviles y el uso de la refrigeración por placas frías alargó la vida útil del sistema. (Fuente: Franz Roßmann)
El 90% de la funcionalidad proviene de B&R
"Con B&R, tenemos el 90% de la funcionalidad de nuestro gabinete de control cubierta por un solo proveedor - sin inconsistencias del sistema o problemas de interfaz. Es una gran victoria para nosotros", informa el jefe de desarrollo de robótica de b+m. "Nos alegró especialmente que B&R también nos proporcionara motores para la cadena cinemática, un panel de control para el robot y un teclado de armario de control personalizado con teclas de anillo iluminadas y un interruptor de llave".
b+m desarrolló la aplicación HMI para el panel de operador móvil y la aplicación de robótica en casa usando Automation Studio. Los expertos en robótica de b+m también programaron la aplicación de control ellos mismos usando el entorno de ingeniería de B&R.
B&R desarrolló funciones especiales de seguridad robótica basadas en los protocolos en tiempo real POWERLINK y openSAFETY. b+m las utilizó para equipar su 5ª generación de robots de pintura con funciones avanzadas como la velocidad limitada de seguridad en el punto central de la herramienta (SLS en TCP).
Funciones robóticas para todos
"Cuando nos acercamos por primera vez a B&R, nos dimos cuenta rápidamente de que, aunque Automation Studio ofrece amplias bibliotecas de CNC, había algunas funciones robóticas importantes que no estaban completamente cubiertas", recuerda el especialista en robótica de b+m. "B&R aceptó este desafío y corrió con él, cumpliendo cada aspecto de nuestras completas especificaciones funcionales". Las funciones robóticas resultantes, incluyendo transformaciones e interpolaciones, están ahora disponibles para todos los usuarios de Automation Studio. b+m las utilizó para desarrollar la aplicación de control para el robot de pintura. "Fuimos capaces de alcanzar todos los objetivos que nos propusimos, y el resultado es una generación de robots muy avanzada y preparada para el futuro", concluye el director de b+m. Gracias al diseño mecánico mejorado con engranajes más robustos y a la arquitectura de control basada en la tecnología de automatización y seguridad de B&R, la nueva generación de robots T1 establece nuevos estándares de productividad, fiabilidad y vida útil. A la luz del continuo éxito de la serie T1, b+m ya está trabajando en una nueva serie de robots con el mismo rango de funciones pero de dimensiones algo menores. Esta serie T2, que se lanzará próximamente, está especialmente diseñada para aplicaciones en las que el espacio es limitado y también admite el montaje en paredes o techos. Al igual que la T1 anterior, confiará en las soluciones probadas de B&R.