Al hablar de automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir la máquina automática en función de las características de la aplicación como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada, pero a decir verdad, las líneas se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada nuevo proceso.
Al buscar la mejora de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al aumento de los pedidos sin que se incrementen en demasía las contrataciones de trabajadores. Para que nos hagamos una idea aproximada del crecimiento que están viviendo los robots colaborativos en la industria, según un estudio realizado previo a la irrupción del coronavirus de IFR.org, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados en el mundo con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para producir con producciones más largas de componentes que requieren de escasos cambios en las producciones, mientras que los robots colaborativos se adaptan con mayor sencillez a las series cortas de fabricación que precisan un mayor número de cambios de productos.
Si deseamos investigar en profundidad cuándo es mejor integrar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la aplicación y los requisitos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos procesos que los robots tradicionales gracias a que se están creando un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que proporcionan softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación componentes o de picking que agregan si es necesario IA. Otros aspectos a tener en cuenta como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son factores importantes para elegir una u otra aplicación. A su vez debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante el número de productos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Las empresas necesitan mejorar las producciones, eliminar las paradas de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la inteligencia artificial ayuda a las PYMES beneficiarse de sus capacidades para mejorar las producciones. El control de los entornos operativos y la mejora de los mismos, es viable gracias a la obtención de la información en un ordenador 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 características que disponen los robots tradicionales, pero con menos costes en muchos sentidos para las empresas industriales, sin tener en cuenta su tamaño.
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Los robots industriales tradicionales son pesados, se ubican sobre bases estables y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las producciones con ciclos muy elevados. Dichas características tan potentes para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos. Además, necesitan de vallados de seguridad para garantizar la integridad de los trabajadores, necesitan de operarios formados en programación e inversiones que con gran facilidad superan los 100.000 € en función de los accesorios. Los robots colaborativos garantizan a las pequeñas empresas la opción de automatizar tareas repetitivas de lotes reducidos con unos costes muy inferiores que el de los robots industriales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € podemos adquirir cobots de media carga que tendrán un ROI que por lo general suele rondar el año.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, en primer lugar estudian la aplicación que se va a realizar y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El análisis de los detalles indicados anteriormente determinará si debemos que comprar un robot tradicional o un colaborativo. Si se da el caso brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, en primer lugar intentaremos buscar el modo de adaptarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las compañías a mejorar su competitividad. La integración de aplicaciones automáticas requiere de la incorporación de trabajadores con nuevas capacidades. Este cambio requiere de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de capacitación que acompañe a los trabajadores a adaptarse a los nuevos procesos.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los cobots respecto a los robots industriales.
La incorporación en los robots colaborativos de interfaces muy sencillas permite que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos que se muestran la HMI desplazan el brazo robótico a los puntos de referencia deseados. Además la gran mayoría de los cobots permiten la configuración de los equipos de manera manual. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el trabajador mueve el cobot con la mano. El cobot aprende la trayectoria a realizar para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Cómo es la seguridad de un robot colaborativo?
Los robots colaborativos llevan integrados equipos de seguridad pero no quiere decir que sean totalmente confiables. Tienen una potencia limitada para que puedan funcionar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la necesitan. El resultado del informe podría señalar la integración de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo 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 robots sean conformes con los estándares industriales. La inversión inicial al comprar un robot colaborativo es mucho menor en comparación con la de los brazos robóticos ya que no necesitan instalar costosas células de seguridad y además tienen un consumo de energía muy bajo. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya estés ubicado en Castilla y León, o quieras comprar un cobot en Aragón o comprar un cobot en Castilla la Mancha, por poner un ejemplo.
Coger y dejar materiales con sistemas automáticos
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos transportar piezas y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por humanos como por cobots. Hasta la fecha, los artículos de bajo volumen eran hechos por las personas, y en cambio los lotes de alto volumen necesitan de un grado de automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos robots son especialmente útiles en industrias como la manufactura.
Suministro de piezas a CNC
El abastecimiento de centros de mecanizado es {una de las soluciones en las que más se utilizan los cobots. Al ser muy fáciles de configurar ayuda a los operadores de las máquinas CNC programen y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para llevar a cabo otras tareas o encargarse de varias máquinas al mismo tiempo, lo que aumenta el rendimiento de la producción. Actualmente los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los cobots con el fin de ampliar sus prestaciones. Sobre todo se utilizan para el transporte de materias primas a centros de mecanizado.
Embalaje y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están teniendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de piezas. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se precisa de una manipulación con mayor carga útil. En estas aplicaciones destacan todas aquellas tareas que al ser series largas son susceptibles de ser automatizadas, como el armado de cajas antes de realizar el envío. Estos procesos suelen necesitar la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial a menudo se combinan con robots colaborativos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras aplicaciones que precisan que el brazo robótico trace unas rutas fijas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. En muchas ocasiones se utilizan softwares para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener movimientos más rápidos y reducir el número de fallos.
Cobots para la inspección de calidad robotizado
Las cámaras de inspección de metrología que se incorporan a los cobots pueden lograr que el control de las piezas sea ágil. Colocar un equipo de visión en 3D sobre un brazo robótico puede ayudar en el cambio de un producto a otro. La adopción de los brazos robóticos crecerá aún más que se transformen en una herramienta más en sectores como el de la medicina y el logístico. Es una realidad que la incorporación de los robots colaborativos, y en concreto la llegada de la colaboración entre operarios y cobots, está logrando disminuir los costos de fabricación y aumentar la productividad.