El desarrollo de la tele

Imágenes: EWI

¿Qué pasaría si le dijera que puede soldar el interior del casco de un barco (o cualquier cosa en realidad) sin abandonar la comodidad de su oficina en casa? Quizás estés pensando: 'Sí, claro', ¡pero es verdad! EWI, una organización de ingeniería y tecnología sin fines de lucro, ha pasado los últimos años asociándose con el gobierno y la industria para ayudar a hacer realidad este concepto.

"Este proyecto comenzó en 2018 como un proyecto de investigación conjunto en colaboración con el Programa Nacional de Investigación de Construcción Naval (NSRP)", dijo Connie LaMorte, ingeniera principal de EWI, Columbus, Ohio. “Estábamos buscando formas de ayudar a los astilleros a evitar que sus trabajadores cualificados se jubilaran demasiado pronto. La construcción naval y, en particular, la soldadura pueden ser físicamente agotadoras, especialmente porque hay muchos casos en los que los soldadores deben meterse en espacios extraños o en andamios. Después de décadas de hacer esto, simplemente ya no pueden ocupar estas posiciones. Nos preguntamos cómo podemos conseguir que los soldadores realicen el trabajo más fácilmente. Este fue el impulso para desarrollar una forma de ejecutar de forma remota procesos de fabricación críticos como soldadura, mecanizado e inspección a largas distancias”.

LaMorte señaló que el proyecto comenzó antes de los cierres por COVID. Sin embargo, las cosas se aceleraron cuando la pandemia dejó claro que las personas con trabajos manuales como soldadores y otros técnicos de fabricación, a diferencia de muchos otros trabajadores, no podían trabajar desde casa cuando era necesario.

"En ese momento, estábamos tratando de encontrar una manera de permitir que las personas soldaran más fácilmente y estuvieran más involucradas en la industria", dijo LaMorte. “Siempre estamos tratando de encontrar maneras de hacer que la próxima generación se interese en la soldadura. Cuando todos los factores relacionados con la pandemia llegaron al mismo tiempo, se enfatizó por qué propusimos la telesoldadura a NSRP”.

Inspirado por el éxito del robot médico da Vinci, el equipo trabajó para desarrollar un concepto en el que un dispositivo de soldadura pudiera ser accionado por un operador que no se encontraba físicamente en el espacio de soldadura. Este concepto se conoce como telesoldadura o soldadura en la nube.

"La telesoldadura brinda a los soldadores la ventaja de maniobrar el sistema mecánico con la comodidad y seguridad de una ubicación remota", dijo LaMorte. "Y aunque al principio nos centramos en la soldadura, luego pudimos aplicar la telefabricación a otras aplicaciones desafiantes como el ranurado o el rectificado, donde sacar al operador de la zona de trabajo puede agregar un nivel de protección".

La telesoldadura también tiene sentido para la producción de alta mezcla/bajo volumen o estilo taller, especialmente en situaciones donde los talleres no tienen el tiempo o el personal para programar un robot cada vez que llega una pieza nueva.

EWI pasó más de un año investigando diferentes formas de dar vida a la telesoldadura. Al principio, se inspiró en los sistemas de formación en soldadura existentes. Hubo una idea: utilizar un soplete de soldadura y colocar objetivos en [el soplete] con una cámara superior para seguir los movimientos. Otra opción era utilizar guantes de datos con una linterna falsa y monitoreados por una cámara cenital.

Otras opciones de controlador incluían un joystick, un lápiz óptico portátil y un mouse para PC. EWI dedicó mucho tiempo a investigar cómo transferir de manera efectiva y precisa el movimiento de la mano del operador al robot que realiza la soldadura. Era importante comprender cómo espera un operador que funcionen los movimientos de la mano y operen en el otro extremo del proceso.

"Al final, usar un dispositivo de lápiz portátil fue una de las opciones más fáciles y aprovechó mejor lo que un operador de soldadura experimentado ya conocería", dijo LaMorte. “Este dispositivo permitía al operador moverse como quisiera. Y aún podía realizar el movimiento de soldadura observando lo que sucedía en la pantalla, que mostraba al robot moviéndose en respuesta al movimiento de su mano”.

El dispositivo de lápiz óptico, que se adoptó primero, proporciona la experiencia más realista. Sin embargo, tiene algunas limitaciones, incluida un área de movimiento finita. Por ejemplo, si se espera que el robot realice 2 pies de soldadura, el lápiz tiene solo un rango de 8 a 10 pulgadas, por lo que el método de movimiento del lápiz al robot tuvo que ajustarse para eso.

"El operador tiene que ajustarse para asegurarse de que el movimiento aún se produzca de una manera limitada por el dispositivo de lápiz", dijo LaMorte. “El tipo de cámara que se utiliza para la aplicación y su ubicación fueron consideraciones importantes. Inicialmente pensamos que todos querrían muchas cámaras. Parecía bueno en teoría, pero en la práctica era demasiada información para el operador, que estaba acostumbrado a ver a través del casco de soldadura. Si bien aprendimos que los operadores son exigentes en cuanto a cómo quieren ver el entorno de soldadura, no quieren tener que seleccionar entre cámaras. Cuando alguien está soldando, lo que más le interesa es la vista del baño de soldadura y el arco. Necesitábamos adaptarnos a la forma en que un soldador ve realmente el sitio de soldadura”.

Como organización de I+D aplicada, EWI se ocupa de hacer realidad las ideas.

"Trabajamos con socios e integradores para llevar la tecnología al siguiente nivel y llevar los conceptos a un nivel en el que estén listos para ser comercializados", dijo LaMorte.

De todas las teleaplicaciones, la soldadura es a la que EWI ha dedicado la mayor parte de su atención. La aplicación de telesoldadura se encontraba en la etapa de creación de prototipos alfa en 2021, cuando se demostró en el entorno de los astilleros y fue utilizada por los soldadores de los astilleros. Ahora se encuentra en la segunda de cuatro etapas mientras EWI trabaja para completar un prototipo beta para su instalación en los astilleros.

"El sistema beta se instalará en los astilleros para que lo utilicen y abusen de él", dijo LaMorte. “Los próximos pasos son la implementación total y luego la comercialización. Al mismo tiempo que los astilleros están trabajando para implementar la teletecnología en su producción, también intentamos trabajar con socios de equipos comerciales existentes que puedan comercializarla”.

Si bien la telesoldadura es la primera teleaplicación de EWI que avanza a la etapa dos, no es la única aplicación que se está desarrollando. LaMorte añadió que la telepulido y la teleinspección también son áreas en las que la empresa espera encontrar socios para avanzar y comercializar la tecnología.

"Estamos en medio de la Industria 4.0", dijo LaMorte. “Creo que con la Industria 5.0 veremos un cambio importante en la fuerza laboral en el sentido de que la mayoría de los trabajos podrán realizarse de forma remota. Además, con la aceleración de la exploración espacial, necesitaremos poder realizar tareas desde la Tierra o desde la Estación Espacial. Pero también, para la fabricación general en el mundo, trabajar con algo a lo que básicamente puedes llamar cuando estés listo realmente cambia nuestra capacidad de producir y poder aumentar la forma en que producimos las cosas”.

Muchas empresas ya han comenzado a cambiar su forma de trabajar. Muchas personas, especialmente durante la pandemia, se alejaron cada vez más de sus empleadores. Desafortunadamente, esto fue particularmente desafiante para las industrias que requerían que sus trabajadores estuvieran en el taller día tras día. La telefabricación permitirá a las personas poder trabajar donde viven y trabajar donde quieran. Proporcionará un nivel de flexibilidad en la tienda que no había estado disponible antes.

"La otra ventaja es que en esta economía global, casi siempre habrá alguien que estará listo para iniciar sesión y comenzar el trabajo, ya sea que viva al lado de la planta o en otro país", dijo La Morte. “Esto puede cambiar el trabajo por turnos y el flujo de trabajo de cómo se realizan los proyectos. Es una nueva forma de pensar en la fabricación.

"Para que la telesoldadura funcione, utilizamos la información de los expertos que han estado soldando en el taller durante décadas", dijo LaMorte. “Necesitamos hacer que [este nuevo método de telesoldadura] sea lo más intuitivo posible y, eventualmente, requerirá un nivel diferente de capacitación para aquellos que son nuevos en el oficio. Es una forma diferente de percibir el entorno a la que normalmente están acostumbrados. Ya no es tangible de manera local, es tangible de manera remota”.

Puede comunicarse con la editora asociada Lindsay Luminoso en [email protected].

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