Cuando nos referimos a automatizar un proceso, necesitamos seleccionar el equipo a tenor de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio requerido, y si es preciso que exista una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy fácil tomar una solución generalizada, sin embargo, a decir verdad, las líneas se difuminan entre sí en función de las particularidades de cada nuevo proceso.
Cuando hablamos de 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 incremento de los pedidos sin que aumenten en demasía las contrataciones de operarios. Con el fin de tener una idea aproximada de la gran aceptación que están viviendo los robots colaborativos en la industria, según un informe realizado antes de la pandemia de la Federación Internacional de Robótica, 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.
Definición de cobot
Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para poder trabajar con producciones más largas de piezas que requieren de pocos cambios en las producciones, mientras que los cobots se ajustan con mayor sencillez a las series cortas de producción que necesitan gran cantidad de cambios de modelos.
Si pretendemos investigar con mayor precisión por qué es más adecuado agregar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que necesita la aplicación y los protocolos de seguridad del trabajo. Cabe señalar que el grado de repetición que disponen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente los mismos procesos que los robots tradicionales gracias a que se están creando un potente ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para procesos de soldadura, movimiento componentes o de picking que incluyen si lo requiere IA. Otros factores a tener en cuenta como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, perfectamente pueden ser aspectos trascendentales para decantar la balanza en favor de una u otra aplicación. Del mismo modo necesitamos prestar atención al tipo de programación, si requiere o no de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de los tiempos de ciclo.
Las compañías buscan mejorar las producciones, suprimir las paradas de las máquinas y reducir el tiempo de retorno de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la IA ayuda a las PYMES beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La monitorización de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, se debe gracias a la recopilación de la información en un ordenador y una conexión a Ethernet. Por todos los hechos indicados, los cobots se están volviendo muy populares porque son más fáciles de integrar con prácticamente las mismas capacidades que tienen los robots tradicionales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin importar el número de operarios que tenga.
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Los robots industriales son pesados, están montados en puestos estables y están diseñados para obtener el mayor rendimiento a las producciones de gran volumen. Dichas capacidades tan importantes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de fabricación.
Hay que tener en cuenta que precisan de celdas de seguridad para velar por la integridad de los trabajadores, necesitan de expertos en programación y potentes inversiones que superan los cien mil euros en función de la tecnología que integran. Los pequeños robots ofrecen a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar tareas repetitivas de lotes cortos y medianos con unos costes muy inferiores que el de los robots industriales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros tenemos a nuestra disposición cobots de media carga que tendrán un retorno de la inversión que puede ser de 12 meses.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, en primer lugar investigan 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 aspectos indicados hasta el momento dictaminará si debemos de adquirir un brazo robótico industrial o un colaborativo. Si se da el caso brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar el modo de adaptarlos.
Hay que recordar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está ayudando a las compañías a mejorar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos requiere de la incorporación de trabajadores con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial implica la necesidad de realizar un plan de capacitación que acompañe a los trabajadores a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos encantaría recordar algunos de los beneficios de los cobots.
La integración en los cobots de pantallas táctiles muy sencillas ayuda a que los trabajadores sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que se muestran la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia deseados. Incluso muchos de los cobots permiten la programación de los equipos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el trabajador mueve el robot colaborativo con la mano. El cobot aprende la trayectoria a seguir para seguido repetir el programa de manera automática.
¿Son confiables los robots colaborativos?
Los robots colaborativos disponen de equipos de seguridad, pero por ello no quiere decir que sean 100% confiables. Disponen de una potencia 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 indicar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de área o reductores de velocidad. Al instalar un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots cumplan con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar un cobot es inferior en comparación con los robots industriales y requieren de muy poco espacio para su integración. 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 Toledo o en Navarra.
Coger y dejar piezas con sistemas automáticos
Algunas de las aplicaciones en donde más se utilizan es en los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Históricamente, los procesos con lotes cortos eran desarrollados de la mano de los trabajadores, sin embargo los lotes de alto volumen necesitan de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente útiles en industrias como la manufactura.
Carga de máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas CNC es {uno de los procesos en los que más se utilizan los robots colaborativos. Al ser muy sencillos de configurar ayuda a los trabajadores de los centros de mecanizado programen y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para realizar otras tareas 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 aumentar sus prestaciones. Principalmente se dedican al envío de materias primas a centros de mecanizado.
Embalaje y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los robots colaborativos es en aplicaciones de carga y descarga de componentes. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de una manipulación con mayor carga útil. En estos procesos destacan todas las tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el armado de cajas antes de realizar el envío. Estas tareas suelen necesitar la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan de manera adecuada a las características 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 trayectorias fijas como sucede en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se emplean simuladores para esta aplicación y se mejoran por medio de programación fuera de línea con simulación para lograr ciclos más rápidos y disminuir la cantidad de fallos.
Mejora de la calidad de los productos con supervisión robótica
Los sistemas de visión en 3D que se incorporan a los robots pueden lograr que el control de los componentes sea ágil. Colocar un sistema de visión sobre un robot colaborativo puede ser de ayuda en el cambio de un producto a otro. La adopción de los robots crecerá a medida que se transformen en un elemento común en industrias como el de la medicina y los manufactureros. Es una realidad que la incorporación de los robots colaborativos, y en concreto la consecución de la colaboración entre humanos y máquinas, está logrando disminuir el precio de producción y aumentar la productividad.