Los robots industriales aceleran la construcción de parques eólicos
Desde hace mucho tiempo Dinamarca ha sido líder en energías renovables. En 2019, marcó un récord al abastecer con energía eólica un extraordinario 47 % de su consumo eléctrico. Hoy, los robots industriales de la empresa danesa Odico están listos para revolucionar aún más este sector pionero.
Tal vez taladrar una lámina metálica parezca algo de lo más banal, pero cuando la broca sujeta una pala de aluminio de 12 toneladas a una turbina eólica en el Mar del Norte, la manera en que se perfora el orificio importa y mucho. Si se desplaza tan solo un milímetro, se echan a la basura meses de diseño, fabricación y ensamblaje.
Parte de la misión de Odico consiste en impedir que componentes caros y diseñados minuciosamente acaben en un depósito de chatarra. La empresa se especializa en robótica avanzada y desarrolla robots industriales móviles superágiles que pueden recalibrarse sobre la marcha. Cada robot puede triplicar la productividad de las empresas que se especializan en lotes de producción más pequeños, por eso son ideales para la construcción de turbinas eólicas.
Esto se debe a que los volúmenes de producción son usualmente pequeños, el ciclo típico de estas fábricas es de cientos y no decenas de miles de unidades, lo que permite a los ingenieros que actualicen, perfeccionen y mejoren los productos, pero prácticamente impide la normalización. Con cada pedido nuevo hay que volver a la mesa de dibujo.
Por ese motivo, Odico creó Drill Mate, un “robot bestial” que puede taladrar plantillas de precisión automáticamente una y otra vez en perfiles de metal complejos. Cada unidad tiene suficiente capacidad computacional integrada para permitir el flujo de trabajo directo del diseño a la fábrica. Esto significa que los diseñadores pueden hacer prototipos rápidos sobre la marcha y los trabajadores de primera línea pueden ejecutar cambios en la obra a toda velocidad.
El sector de energías renovables danés está en auge y está previsto que haya aumentado su producción de energía eólica hasta casi un 80 % para el 2024. Los clientes de Odico vienen de este sector y sus capacidades de producción se están triplicando además de facilitar mejoras continuas y ágiles.
Fabricación desde una tableta
En el pasado, los orificios en algo tan grande como la pala de una turbina se perforaban a mano. Un operador humano a cargo de una unidad de perforación de gran tamaño se encargaba de que cada orificio cumpliera con las especificaciones exactas de tipo, forma, profundidad, diámetro, ubicación y calidad.
La lista de requisitos potenciales es larga y la unidad de perforación en sí tenía que estar perfectamente calibrada, instalada y pasar por un mantenimiento riguroso. La persona que dirigía el panel de control necesitaba tanto vigor como paciencia. También llevaba muchísimo tiempo.
“En la actualidad, los perfiles de las palas de la turbina se mueven con una grúa para perforar cada orificio según sea necesario”, explica Anders Bundsgaard, fundador y director ejecutivo de Odico.
Cuando los operadores terminan de perforar un orificio, el perfil tiene que cambiar de posición y permanecer sujeto, fijo en su sitio para cumplir exactamente con los requisitos. Dado que cada perfil necesita unos 48 orificios, esta operación requiere de mucho cuidado y atención. En un día productivo se pueden perforar unos seis perfiles.
Drill Mate de Odico simplifica todo este proceso, al combinar un taladro robótico con los últimos desarrollos de fabricación asistida por ordenador (CAM, por sus siglas en inglés). Fue diseñado para trabajo intensivo de precisión, con una arquitectura modular que permite una instalación rápida en la fábrica. El cabezal de perforación multifase con su manipulador de seis ejes hace que el robot sea sumamente maniobrable. Recibe pedidos de perforación de un software y perfora cada orificio a la perfección, sin excepciones.
Este nivel de precisión elimina el riesgo en los procedimientos y acelera el proceso considerablemente, un gran beneficio para los fabricantes que buscan aumentar su productividad y su capacidad de respuesta. Para las empresas que se especializan en lotes de producción más pequeños, con cambios rápidos, la programabilidad y flexibilidad mejoradas de Drill Mate son ideales.
Adaptarse a la fabricación en lotes pequeños
Para pulir las ofertas de la empresa en este mercado creciente, Bundsgaard y su equipo de desarrollo de productos experimentaron con distintas maneras de integrar plenamente Drill Mate en el flujo de trabajo estándar de CAM y facilitar todavía más la ejecución de cambios específicos de perforación para los trabajadores de la línea de producción.
Odico trabajó con Autodesk para integrar Drill Mate a Autodesk Fusion 360. Tras unos toques en la tableta y cambios en las coordenadas de perforación, los requisitos pueden ejecutarse en la planta de producción utilizando la interfaz CAM de Fusion 360. Esta innovación transformadora va en el mismo sentido que las tendencias del sector, como la producción en lotes pequeños y la impresión en 3D.
Bundsgaard señala: “En los lotes de fabricación poco voluminosos, de 100 a 120 unidades, no se puede automatizar la producción de manera tradicional. Para un sector joven y dinámico como el de las energías renovables con turbinas eólicas, la innovación y las mejoras continuas son parte del ADN de los equipos de diseño. Sin embargo, la mayoría de los sistemas de fabricación robótica están muy arraigados en el sector automotriz, donde se crean 100 000 coches o componentes a la vez. No están configurados para cambios rápidos”.
“Es difícil alterar las especificaciones de diseño y suele necesitarse a alguien especializado en diseño o ingeniería. Con nuestro nuevo sistema, cualquier persona puede utilizar la interfaz CAD/CAM y efectuar los cambios en unas pocas horas”, explica Bundsgaard.
Mejorar la productividad sin perder puestos de trabajo
Los resultados logrados hasta ahora gracias a los robots de Odico son impresionantes. Utilizando el sistema y la maquinaria manual anterior, los clientes de fabricación de turbinas eólicas podían completar unos seis perfiles al día, cifra promedio del sector. Gracias a la solución de Odico, pueden perforar 18 perfiles con 48 perforaciones al día, o casi 900 perforaciones.
Pero a pesar de este salto impresionante en productividad, Bundsgaard no piensa que los robots hayan causado un desequilibrio entre los seres humanos y las máquinas. Desde su punto de vista, la automatización robótica no se está robando los puestos de trabajo, sino que está cambiando la manera en que los seres humanos y los dispositivos trabajan juntos.
“Los robots están salvando los puestos de trabajo en fabricación”, explica. “Ahora mismo estamos en peligro de entrar en una carrera hacia el abismo con los mercados de salarios bajos. Los que van a salir más lastimados son los trabajadores de la línea de producción. Al hacer que los robots se adapten mejor a las necesidades individuales, vamos en la misma dirección que los mercados. La mejora de competencias será necesaria, por supuesto, pero en vez de ser reemplazados veremos cómo los puestos de trabajo evolucionan para compaginarse con una gama más amplia de aplicaciones robóticas”.
El informe sobre el futuro del trabajo 2020 del Foro Económico Mundial muestra que una cantidad cada vez mayor de empleados está de acuerdo con Bundsgaard: se estima que aunque unos 85 millones de empleos se transformen en puestos con una nueva división de trabajo entre los seres humanos y las máquinas para el 2025, también se crearán 97 millones de nuevos puestos, que estarán mejor adaptados a la nueva división de trabajo entre seres humanos, máquinas y algoritmos.
Estas aplicaciones seguramente incluirán soluciones más portátiles y ágiles como la Factory on the Fly de Odico, una minifábrica en un remolque portátil. Diseñado para el sector de la construcción, promete que cualquier persona podrá utilizar de manera segura y fácil los robots para construir elementos de construcción con una tableta. Así, la fabricación puede hacerse cerca de la cadena de suministro y se evita que las partes tengan que transportarse desde el otro lado del planeta.
“Para nosotros, el escenario soñado es poder pasar el control de la tecnología a las personas que se encuentran en la fábrica o la obra de construcción. Para que esto ocurra es vital que estas herramientas sean fáciles de utilizar. En un mundo ideal, nos gustaría poder capacitar a cualquier persona del taller en 15 minutos para que lo pueda utilizar”, señala Bundsgaard.