De habitaciones móviles y sandalias personalizadas

Con CAPE®, los científicos del Fraunhofer IPA han desarrollado un sistema de sala limpia móvil, similar a una tienda de campaña, que puede montarse en menos de una hora. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / CAPE® es un sistema de sala limpia móvil, similar a una tienda de campaña, desarrollado por científicos del Fraunhofer IPA que puede montarse en menos de una hora. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)

El sistema de asistencia a la montaje semiautomatizado MonSiKo, gracias a algoritmos inteligentes y sensores 3D potentes, puede reconocer en qué paso del proceso se encuentra y actuar en caso de errores. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez) / Debido a sus algoritmos inteligentes y sensores 3D potentes, este sistema de asistencia a la montaje parcialmente automatizado es capaz de reconocer en qué paso del procedimiento se encuentra y intervenir cuando ocurre un error. (© Fraunhofer IPA/Foto: Rainer Bez)

En el proyecto SeRoNet se crea una plataforma de intermediación en línea, a través de la cual los fabricantes de componentes y los integradores de sistemas desarrollan y proporcionan soluciones. (© Hochschule Ulm/Foto: Dennis Stampfer) / El proyecto SeRoNet consiste en una plataforma de intermediación en línea donde los fabricantes de componentes y los integradores de sistemas desarrollan soluciones. (© Hochschule Ulm/Foto: Dennis Stampfer)

Realizar en un puesto de montaje semi-automatizado elefantes de plástico o sandalias personalizadas con un robot: el Instituto Fraunhofer para la Tecnología de Producción y Automatización IPA está presente en la Hannover Messe con diferentes stands y exposiciones.

En un total de cinco stands en tres diferentes salas de la feria, se pueden descubrir exposiciones del Fraunhofer IPA. Todos ofrecen respuestas a las grandes preguntas que plantea la megatendencia social de la «Personalización Masiva»: ¿Cómo pueden las empresas producir sus productos en cantidades cada vez menores y con una variedad cada vez mayor de variantes de forma rentable? ¿Cómo se puede cambiar la producción en poco tiempo? ¿Cómo evitar errores y fallos en las máquinas? ¿Cómo pueden colaborar eficazmente humanos y máquinas?

Sala limpia portátil

Con CAPE®, científicos del Fraunhofer IPA han desarrollado un sistema de sala limpia móvil, parecido a una tienda de campaña, que puede montarse en menos de una hora tanto en interiores como en exteriores protegidos del clima. CAPE® protege productos sensibles durante el proceso de fabricación, así como en la prevención de contaminaciones cruzadas. Además, los sistemas y productos pueden ser esterilizados bajo la cubierta. Con el «Sala limpia bajo demanda», los fabricantes que necesitan producir sin contaminación, pero no requieren un entorno estéril y limpio de forma permanente, ahora disponen de un entorno de producción móvil y libre de contaminaciones, que permite niveles de pureza del aire desde la clase ISO 1 hasta la 9.

Las aplicaciones del peso ligero son muy variadas: es adecuado para su uso en la fabricación de chips, tecnología médica, industria alimentaria o montaje de satélites. La industria automotriz también se beneficia del compacto «Sala limpia bajo demanda», por ejemplo, en la fabricación de celdas de batería o pilas de combustible.

«CAPE® puede incluso utilizarse en zonas de crisis, por ejemplo, para proporcionar un entorno limpio y estéril cuando no hay una sala de operaciones disponible en el lugar», dice Udo Gommel, jefe del departamento de microproducción y salas limpias en el Fraunhofer IPA.

Mano a mano con el robot: así se hace un zapato

La producción en masa quedó atrás: desde hace años, la industria debe fabricar en cantidades cada vez menores y, al mismo tiempo, ofrecer productos con una mayor variedad de variantes. El resultado de esta tendencia es la «Personalización Masiva», que consiste en la fabricación en masa de productos personalizados. Gracias a sensores cada vez mejores, la colaboración humano-robot también ha llegado a los talleres: humanos y máquinas trabajan mano a mano, aportando cada uno sus fortalezas.

En la Hannover Messe, el centro Reutlingen Industria 4.0, una cooperación entre los dos institutos Fraunhofer IPA y IAO, así como la ESB Business School de la Hochschule Reutlingen, combina ambas tendencias en una exposición: los visitantes pueden fabricar sandalias personalizadas junto con un robot colaborativo. Con un configurador, seleccionan los componentes según sus preferencias, indican su talla de zapato y, posteriormente, fabrican las sandalias mano a mano con el robot.

Sistema de asistencia en montaje semi-automatizado

En el montaje, todavía hay muchas tareas que, por motivos técnicos o económicos, deben realizarse manualmente. Para apoyar a los trabajadores en estas tareas repetitivas y físicamente exigentes, el Fraunhofer IPA, junto con cuatro socios industriales, ha desarrollado un «Sistema de asistencia e interacción en montaje adaptativo mediante análisis de escenas en 3D y comunicación intuitiva humano-máquina» (MonSiKo).

Este sistema de asistencia en montaje semi-automatizado reconoce, gracias a algoritmos inteligentes y sensores 3D potentes, qué paso del proceso se está realizando y actúa en caso de errores. Si el trabajador manipula la pieza equivocada, se enciende una luz roja. «De este modo, el humano mantiene el control», dice Christian Jauch, del departamento de procesamiento de imágenes y señales en el Fraunhofer IPA. «Si quiere variar el proceso de trabajo, el sistema de asistencia no se lo impide.» A través de una pantalla táctil, el trabajador recibe instrucciones detalladas; con un movimiento de deslizamiento, puede ver el siguiente paso. Esto también facilita el aprendizaje de nuevos procesos. Como alternativa al control mediante pantalla táctil, MonSiKo entiende comandos de voz como «continuar» o «listo» y muestra la información en la pantalla mediante mensajes de voz.

Los visitantes de la Hannover Messe pueden probar el sistema MonSiKo en un demostrador. Bajo supervisión, ensamblan un pequeño elefante de plástico, compuesto por tres componentes diferentes. Estos se soldan por ultrasonidos antes de que un brazo robótico lleve al elefante a un sensor acústico y lo agite. Si no detecta ningún golpe, significa que está correctamente ensamblado y soldado.

SeRoNet – la red de robots de servicio

Hacer que las soluciones de robótica de servicio comercial sean más eficientes y rápidas en el mercado: ese es el objetivo del proyecto conjunto SeRoNet. Para ello, se crea una plataforma de intermediación en línea, a través de la cual los fabricantes de componentes y los integradores de sistemas puedan desarrollar y ofrecer soluciones para problemas de los usuarios finales. Al colaborar todos los actores en la plataforma y ofrecer interfaces unificadas en hardware y software, en línea con la Industria 4.0, se pretende realizar sistemas robóticos específicos para cada aplicación sin muchas iteraciones.

Cómo puede ser esta colaboración en desarrollo, según SeRoNet, y qué tan sencillo será montar y modificar soluciones completas con las herramientas de SeRoNet a partir de módulos, se muestra en la Hannover Messe con un ejemplo de una tarea logística simplificada. Los stands principales son las herramientas de software para el desarrollo de componentes y sistemas, y la plataforma de intermediación SeRoNet, mediante la cual futuros proveedores y usuarios de soluciones de robots de servicio podrán especificar y realizar proyectos de forma colaborativa. Los visitantes pueden probar en vivo las herramientas de software y la plataforma en dos terminales, y experimentar las interfaces gráficas con las que pueden montar componentes específicos para sistemas personalizados.

Una plataforma vive gracias a la participación de muchos actores. Por eso, SeRoNet planea para este verano una convocatoria pública, mediante la cual los interesados podrán obtener financiación para participar en la plataforma. Para los fabricantes de componentes, será una nueva oportunidad de venta; los integradores de sistemas podrán captar clientes para sus servicios, y los usuarios finales dispondrán de aplicaciones listas para usar en robótica de servicio. El proyecto implementa también tres demostradores piloto con las tecnologías de SeRoNet: un robot de picking para la industria farmacéutica, un carrito de transporte inteligente en hospitales que suministra utensilios de cuidado según las necesidades, y una línea de montaje adaptable en la que, mediante módulos robóticos, se pueden combinar tareas automatizadas y manuales de forma flexible.

RoboPORT – plataforma para la «co-creación» de robots de servicio

RoboPORT es una plataforma interdisciplinaria para desarrolladores que permite la creación de robots de servicio mediante crowd-engineering. Para desarrolladores privados y comerciales, la plataforma facilita la generación de ideas para aplicaciones robóticas y la creación y validación de soluciones conceptuales, incluso hasta el prototipo. Las empresas pueden aprovechar la plataforma especialmente para que la comunidad genere ideas de aplicaciones para robots y desarrolle soluciones conceptuales y prototipos. RoboPORT ofrece un grupo de talentos listos para colaborar en procesos de ingeniería en proyectos específicos. En la Hannover Messe, RoboPORT presenta dos ejemplos de proyectos de código abierto impulsados por la plataforma: la plataforma móvil de robots «rob@work [mini]» y el robot humanoide «Roboy».

En la plataforma RoboPORT, los proyectos de robótica de servicio pueden pasar por todo el proceso de diseño y desarrollo. La colaboración en crowd-engineering y co-creación hace que las ideas, tecnologías y expertos estén disponibles para cada proyecto, acelerando así la innovación en robótica. Para 2020, se planea completar una plataforma web con herramientas de desarrollo, una biblioteca de código abierto para robótica y herramientas de gestión de proyectos, donde todos los actores puedan trabajar juntos.

Iniciativa Fraunhofer Smart Maintenance

Productos innovadores, procesos eficientes y operaciones de producción sin problemas en sistemas complejos son la respuesta a las crecientes demandas de los clientes. Un papel clave lo juega el mantenimiento, que gracias a máquinas interconectadas, sensores y inteligencia artificial puede detectar errores antes de que ocurran y evitar fallos costosos.

Para transferir el conocimiento de la investigación aplicada a la industria, el Fraunhofer IPA y otros ocho institutos lanzaron el año pasado la Iniciativa Fraunhofer Smart Maintenance. Se planifican talleres y proyectos de investigación conjuntos. En el stand del Fraunhofer Grupo de Producción, la iniciativa se presenta con un quiz interactivo que enseña a los visitantes de la feria el tema del mantenimiento inteligente de forma lúdica.