Al hablar de automatizar un proceso, necesitamos elegir la máquina robótica en función de las particularidades de la aplicación como puede ser la velocidad, el espacio necesario, y si es imprescindible que exista una cooperación entre un trabajador y un cobot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo la realidad es que los conceptos se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las características de cada proyecto.
Al buscar la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que disponemos a nuestro alcance para dar respuesta al incremento de las producciones sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de personal. Con el fin de hacernos una idea aproximada del crecimiento que están viviendo los brazos robóticos en las empresas, según un estudio realizado antes de prepandemia de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados a nivel global con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los robots industriales han sido diseñados para poder trabajar con producciones más largas de componentes que requieren de escasos cambios de formatos, sin embargo los cobots se adaptan con gran facilidad a las series cortas de producción que requieren un mayor número de cambios de productos. Si queremos investigar en profundidad cuándo es más adecuado agregar un robot colaborativo debemos de fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los cobots pueden realizar prácticamente las mismas aplicaciones que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de proveedores que diseñan softwares especializados para procesos de paletizado, movimiento piezas o de pick & place que incluyen si lo requiere inteligencia Artificial. 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 un tipo de robot. Del mismo modo necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante el número de formatos o definir la importancia de la velocidad.
Las empresas disponen a su alcance de herramientas que les ayudan a lograr sus objetivos. La gran capacidad que posé el Deep Learning ayuda a las PYMES optimizar sus producciones. La gestión de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, es viable gracias a la recopilación de la información en un PC y una simple vía a Ethernet. Es por ello que los cobots han cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de implementar con prácticamente las mismas capacidades que tienen los robots tradicionales, solo que menos costosos en diferentes aspectos para todas las empresas productivas, independientemente de tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los robots tradicionales son robustos, están montados en puestos permanentes y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las producciones de alta velocidad. Dichas características tan importantes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de fabricación.
También requieren 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 cien mil euros en función de la tecnología que integran. Los robots colaborativos garantizan a las PYMES la opción de automatizar trabajos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costes menores al de los robots industriales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance cobots de hasta 5 kg que generarán un retorno del dinero invertido que puede ser de 12 meses.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de automatización, en primer lugar investigan la aplicación en cuestión y el tiempo del ROI. El estudio de los detalles detectados anteriormente determinará si tenemos que comprar un brazo robótico tradicional o robot colaborativo. Si se da el caso brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, en primer lugar intentaremos buscar la forma de adaptarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a mejorar su competitividad. El cambio de modelo productivo requiere de la incorporación de trabajadores con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación precisa de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de capacitación que acompañe a las personas a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos gustaría detallar los principales beneficios de los robots colaborativos.
La incorporación en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Además muchos de los cobots permiten la programación de los equipos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que únicamente el operario guía el cobot con manualmente. El cobot memoriza las coordenadas a realizar para seguido repetir el programa de manera automática.
¿Son confiables los cobots?
Los cobots disponen de equipos de seguridad sin embargo no quiere decir que sean totalmente seguros. Tienen una fuerza limitada para que puedan trabajar sin vallados de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado del informe podría indicar la incorporación de sistemas de seguridad adicionales como escáneres 3D o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos cumplan con los estándares industriales.
La inversión inicial a realizar cuando deseamos comprar un cobot es mucho menor en comparación con la de los brazos robóticos ya que no es necesario integrar vallados de seguridad y además de tener un mantenimiento menor, tienen un consumo de energía muy bajo respecto a sus hermanos mayores. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya estés ubicado en Sevilla, o quieras comprar un cobot en Bizkaia o en Valencia, por poner un ejemplo
¿Dónde puedo integrar un robot colaborativo?
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos mover piezas y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son tareas repetitivas llevados a cabo tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Históricamente, las series con lotes cortos eran fabricados por los operarios, sin embargo los lotes de alto volumen precisan de una automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, los cobots son especialmente eficaces en industrias como la manufactura.
Abastecimiento de máquinas CNC
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {uno de los procesos en los que más se utilizan los robots colaborativos. Al ser muy fáciles de configurar ayuda a los operadores de las máquinas CNC configuren y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para llevar a cabo otras tareas o llevar varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente las aplicaciones robóticas móviles están cooperando con éxito con los robots colaborativos con el fin de ampliar sus capacidades. Principalmente se emplean en el transporte de materias primas a máquinas automáticas.
Embalaje y paletizado en el final de línea
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo los robots colaborativos es en aplicaciones de pick & place de piezas. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de un alcance de brazo mayor.
En todas estas soluciones sobresalen las tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen conllevar la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial a menudo se integran en robots colaborativos para optimizar el proceso de control de calidad.
Hay otras aplicaciones que necesitan que el brazo robótico realice unas rutas uniformes como sucede en las soldaduras robotizadas o de encolado. Para conseguirlo, frecuentemente se emplean softwares para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para lograr movimientos más rápidos y reducir el índice de errores.
Mejora de la calidad de los productos con supervisión robótica
Los sistemas de visión en 3D que se añaden a los cobots son capaces de lograr que el control de las piezas sea ágil. Montar un sistema de visión sobre un robot puede ayudar en el cambio rápido de lotes de piezas.
La integración de los brazos robóticos aumentará aún más que se vean como una máquina más en industrias como el de los laboratorios y el retail. Es evidente que automatizar por medio de la robótica colaborativa, y más concretamente la consecución de la colaboración entre humanos y máquinas, está permitir disminuir los costos de fabricación y aumentar la productividad.