Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, debemos de elegir la máquina automática en función de las características de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio requerido, y si es preciso que exista una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada pero la realidad es que los conceptos se confunden entre sí a medida que vamos sumando las dificultades de cada nuevo proceso.
Al referirnos a la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al aumento de las producciones sin que se incrementen en demasía las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que viven los brazos robóticos en las empresas, según un análisis realizado previo a la irrupción del coronavirus de IFR.org, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados a nivel global con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para producir con series más largas de piezas que necesitan de pocos cambios en las producciones, mientras que los cobots se adaptan con gran facilidad a las series cortas de fabricación que precisan un mayor número de cambios de modelos. Si deseamos estudiar con mayor precisión cuándo es más adecuado agregar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la aplicación y los requisitos de seguridad del trabajo. Hay que indicar que el grado de repetitividad que disponen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos trabajos que los robots tradicionales gracias a que se están creando un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que diseñan softwares especializados para trabajos de soldadura, movimiento piezas o de picking que incluyen si es necesario IA. Otros aspectos a valorar como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, pueden ser determinantes para elegir una u otra aplicación. Del mismo modo debemos de prestar importancia al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de si la cadencia puede ser un factor determinante.
Las empresas buscan optimizar las producciones, suprimir las paradas de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día la IA ayuda a las PYMES aumentar su capacidad productiva. La gestión de los entornos operativos y sus correspondientes ajustes automáticos, se debe gracias a la obtención de la información en un PC y una simple vía a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de instalar con prácticamente las mismas capacidades que aportan los robots industriales, pero más baratos en muchos sentidos para todas las empresas de fabricación, sin tener en cuenta el número de operarios que disponga.
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Los robots industriales son pesados, se sitúan sobre bases fijas y están diseñados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Dichas características tan potentes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de montaje.
También requieren de jaulas de seguridad para garantizar la seguridad de los operarios, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que con gran facilidad superan los 100.000 € en función de los accesorios. Los pequeños robots garantizan a las pequeñas empresas la opción de automatizar trabajos repetitivos de lotes reducidos con unos costos muy inferiores que el de los robots tradicionales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de hasta 5 kg que generarán un ROI que será inferior al año.
Cuando las empresas de automatización inician un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El estudio de todos los aspectos señalados hasta el momento determinará si tenemos que comprar un robot tradicional o cobot. Si se da el caso robots que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, se intentará buscar el modo de integrarlos. Cabe señalar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos precisa de la incorporación de operarios con nuevos perfiles. Esta revolución industrial precisa de la necesidad de llevar a cabo un plan de capacitación que acompañe a los operarios a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación queremos resumir los principales beneficios de los robots colaborativos.
La integración en los cobots de pantallas táctiles muy sencillas ayuda a que los operarios 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 indicados. Además muchos de los robots colaborativos permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que únicamente el operario mueve el brazo robótico con la mano. El cobot memoriza la trayectoria a realizar para después repetir el programa de manera automática.
¿Son seguros los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados equipos de seguridad sin embargo no quiere decir que sean totalmente seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan funcionar sin barreras de seguridad, pero solo después de llevar a cabo un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la integración de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor en comparación con la de los robots industriales. 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 Cáceres o en Mallorca.
¿Dónde se puede utilizar un robot colaborativo?
Algunas de las soluciones en donde más se emplean es en los procesos de coger y dejar componentes y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Históricamente, las series con lotes cortos eran fabricados de la mano de los trabajadores, sin embargo los lotes de alto volumen requieren de un grado de automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los cobots son especialmente eficaces en industrias como la logística.
Carga de centros de mecanizado
El abastecimiento de centros de mecanizado es {uno de los procesos en los que más se utilizan los robots colaborativos. Su facilidad de programación permite que los operarios de las máquinas CNC configuren y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para desempeñar otros procesos o controlar varias máquinas al mismo tiempo, lo que aumenta el rendimiento de la producción. Ahora las aplicaciones robóticas móviles están cooperando con éxito con los cobots para ampliar sus capacidades. Principalmente se emplean en el envío de materiales a máquinas de control numérico.
Envasado y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de productos. Evidentemente 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.
Entre estos procesos destacan todas aquellas tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan de manera adecuada a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial con frecuencia se integran en robots colaborativos para optimizar el proceso de control de calidad. Hay otras aplicaciones que requieren que el cobot trace unas trayectorias fijas como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. Para conseguirlo, habitualmente se utilizan softwares para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con simulación para lograr movimientos más rápidos y reducir el índice de errores.
Robots colaborativos para la inspección de calidad automática
Las cámaras de visión que se añaden a los brazos robóticos son capaces de lograr que la supervisión de las piezas sea eficaz. Agregar una cámara sobre un brazo robótico puede ser de ayuda en el cambio de un producto a otro. La integración de los robots colaborativos aumentará a medida que se transformen en una herramienta más en industrias como el del procesamiento de alimentos y el retail. Es un hecho que la incorporación de los robots, y en concreto la llegada de la colaboración entre operarios y cobots, está logrando reducir los costos de fabricación e incrementar la productividad.