Si hablamos de automatizar un proceso productivo, necesitamos elegir la máquina robótica en función de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio requerido, y si es necesario que se dé una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy sencillo tomar una solución generalizada sin embargo la realidad es que los conceptos se confunden entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada proyecto.
Al buscar la mejora de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que disponemos a nuestro alcance la capacidad de reacción ante el aumento de las producciones sin que se incrementen en demasía las contrataciones de trabajadores. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que viven los robots colaborativos en las pequeñas y medianas empresas, según un informe realizado previo a la irrupción del coronavirus de la Federación Internacional de Robótica, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados en el mundo con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Qué es un robot colaborativo y para qué sirve
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para producir con producciones más largas de componentes que precisan de pocos cambios de formatos, en cambio los robots colaborativos se ajustan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que requieren gran cantidad de cambios de productos. Si pretendemos investigar con mayor detenimiento cuándo es mejor integrar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los requisitos de seguridad del trabajo. Cabe señalar que el grado de repetitividad que disponen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos procesos que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que diseñan softwares especializados para procesos de paletizado, movimiento componentes o de picking que agregan si lo requiere IA. Otros aspectos a valorar como el alcance del brazo para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son factores importantes a la hora de elegir una u otra aplicación. A su vez debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de mucha flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Las compañías necesitan mejorar las producciones, eliminar las paradas de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas aumentar sus capacidades. La monitorización de los entornos operativos y sus correspondientes ajustes automáticos, es posible gracias a la recopilación de datos en un ordenador y una conexión a Ethernet. Es por ello que la robótica colaborativa ha cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de integrar con muchos de las mismas características que aportan los robots industriales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin tener en cuenta su tamaño.
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Los brazos robóticos tradicionales son fuertes, se sitúan sobre bases fijas y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones de largas series. Dichas capacidades tan importantes para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los cambios.
Hay que tener en cuenta que necesitan de jaulas de seguridad para preservar la seguridad de los operarios, requieren de operarios formados en programación y potentes inversiones que superan los 100.000 € en función de los accesorios. Los pequeños robots garantizan a las PYMES la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costes menores que el de los robots tradicionales. Por lo general, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € podemos adquirir cobots de mediana carga que tendrán un ROI que puede ser de 12 meses.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de robótica, en primer lugar analizan el proceso en cuestión y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El estudio de todos los factores señalados anteriormente dictaminará si tenemos que comprar un brazo robótico tradicional o cobot. Si existen brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar la forma de integrarlos.
Cabe señalar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las empresas a mejorar su ventaja competitiva. El cambio de modelo productivo precisa de la incorporación de trabajadores con nuevos perfiles. Este proceso de transformación requiere de la necesidad de realizar una estrategia de formación que acompañe a las personas a adaptarse a los nuevos procesos.
A continuación nos gustaría recalcar los principales beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La implementación en los cobots de pantallas táctiles muy sencillas permite que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI desplazan el brazo robótico a los puntos de referencia deseados. Además la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el operador mueve el cobot con manualmente. El cobot memoriza la ruta a seguir para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Son seguros los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados equipos de seguridad, pero no quiere decir que sean totalmente seguros. Tienen una fuerza limitada para que puedan trabajar sin vallados de seguridad, pero únicamente después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado del informe podría señalar la integración de equipos de seguridad adicionales como escáneres de área o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares industriales. El costo inicial a la hora de comprar cobots es mucho menor si lo comparamos con la de los robots tradicionales y requieren de un espacio reducido para su integración. En Automatización PRO trabajamos para toda España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar un robot colaborativo en Mallorca o en Almería.
Elegir y colocar productos de forma automatizada
Algunas de las soluciones en donde más se utilizan es en los procesos pick & place y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por humanos como por cobots. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran fabricados de la mano de los operarios, sin embargo las series largas de piezas necesitan de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos robots son especialmente eficaces en procesos como el embalaje.
Carga de máquinas CNC
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {uno de los procesos en los que más se utilizan los el segundo proceso al que más cobots se utilizan. Su facilidad de programación permite que los operadores de las máquinas CNC programen y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para realizar otras tareas o encargarse de varias máquinas al mismo tiempo, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los cobots para ampliar sus prestaciones. Principalmente se emplean en el envío de piezas a máquinas automáticas.
Picking de los pedidos y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están teniendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de materiales. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de una manipulación con mayor carga útil. En estos procesos sobresalen todas aquellas tareas que por ser grandes producciones permiten ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estos procesos suelen conllevar la manipulación de pequeñas piezas que se adaptan de manera adecuada a las características de los cobots. Los sistemas de visión artificial con frecuencia se integran en los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto.
Existen otras soluciones que requieren que el robot colaborativo realice unas trayectorias fijas como sucede en las soldaduras robotizadas o de dispensación. La mayoría de las veces se emplean software de simulación para estos procesos y se integra a la perfección la programación fuera de línea con simulación para lograr ciclos más rápidos y reducir la cantidad de fallos.
Control de los productos de forma automatizada
Las cámaras de visión que se utilizan a los robots colaborativos son capaces de lograr que la supervisión de las piezas sea fácil. Colocar una cámara de alta resolución sobre un robot industrial puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de lotes de piezas. La adopción de los robots aumentará a medida que se conviertan en una máquina más en industrias como el del procesamiento de alimentos y el retail. Es evidente que la incorporación de los robots colaborativos, y especialmente la llegada de la colaboración entre operarios y cobots, está logrando disminuir los costos de producción e incrementar la productividad.