Simulacion de proceso de submontaje con COBOT para la fabricación de automóviles

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Gracias a la tecnología de simulación de producción de Visual Components, FiRAC pudo proporcionar una solución eficiente que logró el equilibrio perfecto entre costo y productividad

Simulacion de proceso de submontaje con COBOT para la fabricación de automóviles

FiRAC, empresa del Groupe SNEF, es una firma líder que se especializa en el diseño e integración de robótica y automatización, específicamente en la racionalización de equipos y procesos industriales con soluciones técnicas inteligentes.

A menudo se basa en la tecnología de simulación de Visual Components para ayudar a mostrar a sus clientes cuánto más eficiente pueden evolucionar sus procesos si adopta un mayor nivel de automatización. Este fue el caso de uno de sus proyectos con PSA Group, que produce automóviles de reconocidas marcas mundiales como Peugeot y Citroen.

La empresa buscaba una manera de mejorar la calidad pero mantener sus tiempos de ciclo consistentes con una tarea específica de apriete de tornillos en la línea de ensamblaje. Utilizando la tecnología de simulación de producción de Visual Components, FiRAC pudo proporcionar una solución eficiente que logró el equilibrio perfecto entre costo y productividad. 

Sobre el proyecto

En la fabricación de automóviles, los tiempos de producción son vitales y también lo es la calidad. En este caso, la planta de fabricación de automóviles del Grupo PSA en Sochaux, Francia, buscaba optimizar el apriete de los tornillos de las ruedas delanteras para acelerar los tiempos de ciclo y mejorar la calidad de producción.

FiRAC utilizó la tecnología de simulación de Visual Components para demostrar cómo se podía automatizar el proceso. Anteriormente, el apriete de tornillos en la planta se realizaba manualmente, por lo que, además de crear una solución automatizada, los tiempos de ciclo debían ser rápidos y consistentes para garantizar que se cumplieran los objetivos generales de productividad.

En concreto, este subconjunto requiere que se aprieten cinco tornillos para las ruedas delanteras del vehículo, cuatro de los tornillos (M6-8 Nm) que se encuentran en la parte delantera y uno (M8-20 Nm) en la parte trasera del panel. Este ensamblaje lo realizaba previamente un trabajador en cuatro turnos, sin embargo, el nivel de habilidad de este individuo dictaba en gran medida los tiempos del ciclo de desempeño, que variaban de 30 a 60 segundos. La inconsistencia de esta tarea a menudo dificultaba mantenerse en línea con la asamblea principal.

"Cualquier segundo perdido durante este proceso significa una pérdida de productividad en la línea principal, considerando que un automóvil se produce aproximadamente cada 60 segundos", dice Corentin Monnot, Gerente de Proyectos en FiRAC.

Automatizar el proceso

FiRAC utilizó la simulación de fabricación 3D de Visual Components para llevar a cabo una variedad de escenarios para ayudar a PSA Group a automatizar el proceso. Los escenarios consistieron en utilizar un solo robot, dos robots frente al producto y dos robots cara a cara, entre otros.

El primer escenario que se probó incluía solo un robot que realizaba la tarea de apriete de tornillos, que realizó en poco más de un minuto.

El segundo escenario incluyó la simulación de dos robots uno al lado del otro, uno que apretaba los cuatro tornillos M6 y el segundo que apretaba el tornillo M8. Este tiempo de ciclo registró 54,8 segundos.

El tercer escenario final fue diseñado con dos robots, pero en una configuración cara a cara. Esta resultó ser la solución más óptima y la simulación más rápida del proceso, completando la tarea en menos de 53 segundos. Esta fue la simulación que fue aceptada por PSA Group, ya que demostró ser el compromiso ideal entre costo y rendimiento.

“Visual Components es tan versátil que fue muy fácil implementar las diferentes configuraciones y ver su efecto en el tiempo del ciclo”, dice Corentin Monnot, Gerente de Proyectos en FiRAC. "Una vez que encontramos la mejor simulación, pudimos editar un video del proceso y proporcionar un razonamiento cuantificado y visual para respaldar nuestra solución final".

La ventaja de Visual Components

Los competidores de FiRAC que también fueron consultados para este proyecto insistieron en que el proceso podría automatizarse utilizando un solo robot. Sin embargo, estas empresas competidoras no mostraron ninguna visualización para demostrar realmente cómo se podía hacer de manera rápida y eficiente.

Además de la representación visual del proceso, Visual Components permitió a FiRAC considerar múltiples factores externos que consumen mucho tiempo y anticipar su efecto. Por lo tanto, el tiempo de movimiento del AGV, el tiempo de apriete del tornillo o incluso el tiempo de proceso de la cámara se tuvieron en cuenta en una etapa muy temprana, lo que proporcionó una sólida base de ingeniería a la propuesta.

Esa fue una de las grandes ventajas de utilizar el software Visual Components, que la propuesta visualizada y validada podría comunicarse de manera efectiva a PSA Group.

Visual Components también ayudó a FiRAC a resolver los desafíos de optimización con los robots para que pudiera comprender y diseñar mejor la mejor manera de alcanzar los tiempos de ciclo deseados por el cliente.

Por ejemplo, en la simulación en la que ambos robots se colocaron en el mismo lado, un robot tendría que esperar varios segundos para que el otro terminara su tarea antes de poder comenzar su respectiva tarea. En algunas simulaciones, los dos robots chocarían entre sí, paralizando aún más el proceso. Es parte de la razón por la que los dos robots en posicionamiento cara a cara demostraron ser la solución más eficiente.

“Con la simulación, se demostró claramente por qué era imposible ajustar el proceso en el tiempo de ciclo requerido con un solo robot”, dijo Corentin Monnot, gerente de proyectos de FiRAC. "El cliente quedó realmente impresionado con la implementación visual del proceso, y así fue como FiRAC obtuvo la ventaja competitiva para ganar este proyecto".

El trabajo de Visual Components no se detuvo después de que FiRAC ganó el proyecto. Después de la adjudicación del proyecto, FiRAC continuó utilizando la tecnología para validar el diseño mecánico de todos los elementos para garantizar la accesibilidad, el espacio libre adecuado y la implementación de fábrica. La solución se implementó en aproximadamente 6 meses, y FiRAC pasó unos meses en el sitio para probar e integrar completamente la solución en el taller.




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