Si hablamos de automatizar un proceso productivo, necesitamos elegir la máquina automática en función de las características del proceso como puede ser la velocidad, el espacio requerido, y si es necesario que exista una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada pero la realidad es que las líneas se difuminan entre sí en función de las dificultades de cada proyecto.
Al buscar la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que aumenten en demasía las contrataciones de trabajadores. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que viven los brazos robóticos en diferentes sectores manufactureros, según un estudio hecho antes de prepandemia de la Federación Internacional de Robótica, 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 evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para poder trabajar con series más largas de piezas que necesitan de pocos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se ajustan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que requieren gran cantidad de cambios de modelos.
Si pretendemos estudiar con más detenimiento por qué es más adecuado integrar un robot colaborativo debemos de estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que disponen los proveedores para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas tareas que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que proporcionan softwares especializados para procesos de paletizado, movimiento piezas o de picking que incluyen si es necesario inteligencia Artificial.
Otros aspectos a tener en cuenta como el alcance del brazo para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, perfectamente pueden ser aspectos trascendentales para decidirse en favor de una u otra aplicación. Del mismo modo debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de mucha flexibilidad ante los cambios de formatos o detectar la importancia de si la cadencia puede ser un factor determinante.
Hay una tecnología que favorece a las compañías lograr sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. La gran capacidad que posé el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. El control de los entornos operativos y la optimización de los mismos, es viable gracias a la obtención de la información en un PC y una simple vía a Ethernet.
Es por ello que la robótica colaborativa ha cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de integrar con prácticamente las mismas capacidades que aportan los robots tradicionales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, independientemente de su tamaño.
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Los brazos robóticos industriales son pesados, se ubican sobre bases estables y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las producciones de gran volumen. Dichas características tan avanzadas para un gran número de trabajos, también les impide adaptarse rápidamente a los cambios.
Hay que tener en cuenta que requieren de vallados de seguridad para velar por la integridad de los operarios, requieren de expertos en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los accesorios. Los cobots ofrecen a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar tareas repetitivas de lotes reducidos con unos costes muy inferiores al de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de hasta 5 kg que generarán un ROI que puede ser de 12 meses.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación que se va a realizar y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El estudio de todos los factores señalados hasta el momento determinará si tenemos que comprar un brazo robótico tradicional o cobot. Si se da el caso robots que han quedado en desuso y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar la forma de adaptarlos. Hay que recordar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las empresas a aumentar 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 un plan de formación que acompañe a los operarios a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación queremos resumir algunos de los beneficios de los cobots.
La integración en los cobots de pantallas táctiles muy sencillas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos que se muestran la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso muchos de los robots colaborativos permiten la configuración de los procesos manualmente. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que simplemente el trabajador mueve el brazo robótica con la mano. El cobot memoriza la trayectoria a seguir para después repetir el programa de manera automatizada.
¿Son confiables los robots colaborativos?
Los robots colaborativos disponen de equipos de seguridad, pero por ello no significa que sean totalmente seguros. Disponen de 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 de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de zona o velocidades de trabajo reducidas. Si elegimos un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. Si deseas comprar un robot colaborativo debes de saber que su precio es mucho menor en comparación con el de los robots tradicionales, tienen un menor mantenimiento y disponen de un tamaño reducido para minimizar las necesidades de espacio. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar un cobot en Valladolid o en Zaragoza por poner un ejemplo.
Aplicaciones de pick & place con robots colaborativos
Algunas de las aplicaciones en donde más se emplean es en los procesos transportar productos y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, los artículos de bajo volumen eran desarrollados por los trabajadores, 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 realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente útiles en procesos como la fabricación.
Carga de máquinas CNC
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {uno de los procesos en los que más se emplean los la segunda aplicación a la que más cobots se destinan. Al ser muy fáciles de programar ayuda a los trabajadores de los CNC programen y produzcan rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para realizar otros procesos o dirigir varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los cobots con el fin de ampliar sus capacidades. Sobre todo se dedican al envío de componentes a máquinas CNC.
Picking de los pedidos y células de paletizado
Entre las aplicaciones en donde mayor aceptación están teniendo los cobots es en aplicaciones de pick & place de piezas. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se necesita de un alcance máximo mayor.
En todas estas soluciones sobresalen todas aquellas tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen necesitar el transporte de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los sistemas de visión artificial con frecuencia se combinan con robots colaborativos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras aplicaciones que necesitan que el cobot trace unas rutas continuas como sucede en las soldaduras robotizadas o de dispensación. Para conseguirlo, habitualmente se utilizan simuladores para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener movimientos más rápidos y disminuir el número de fallos.
Mejora de la calidad de los productos con supervisión robótica
La visión en 3D que se emplean a los brazos robóticos pueden hacer que la supervisión de las piezas sea ágil. Montar un sistema de visión sobre un cobot puede ayudar en el cambio de un producto a otro.
La llegada de los robots aumentará a medida que se vean como una herramienta más en sectores como el del procesamiento de alimentos y los manufactureros. Es un hecho que automatizar por medio de los robots, y sobre todo la llegada de la colaboración entre humanos y sistemas robóticos, está logrando reducir el precio de producción e incrementar la productividad.