Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, es imprescindible seleccionar la máquina robótica a tenor 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 trabajador y un robot la colaboración operario robot (HRC) cuando así lo precise. Puede que aparente ser muy fácil tomar una solución generalizada pero la realidad es que las líneas se difuminan entre sí en función de las particularidades de cada proyecto.
Cuando hablamos de la optimización de las fabricaciones estamos hablando de 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 demasía las contrataciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada del crecimiento que están teniendo los robots colaborativos en las empresas, según un informe realizado previo a la llegada del covid-19 de la Federación Internacional de Robótica, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados en el mundo 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 creados para producir con producciones más largas de piezas que precisan de escasos cambios de formatos, sin embargo los cobots se adaptan con gran sencillez a las series cortas de fabricación que requieren gran cantidad de cambios de modelos.
Si pretendemos estudiar en profundidad por qué es mejor agregar un cobot podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que necesita la aplicación y los protocolos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetición que ofrecen 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 aplicaciones que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para trabajos de paletizado, manipulación componentes o de picking que incluyen si es necesario inteligencia Artificial. Otros factores a valorar como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son factores importantes a la hora de seleccionar un cobot o un robot industrial. Del mismo modo necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante el número de formatos o detectar la importancia de la velocidad.
Las PYMES tienen a su alcance de herramientas que les permiten alcanzar sus objetivos. La gran capacidad que tiene el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas optimizar sus producciones. La monitorización de los entornos productivos y su optimización automatizada, es viable gracias a la obtención de datos en un PC y una conexión a Ethernet.
Por todos los aspectos anteriormente mencionados, la robótica colaborativa se está volviendo muy populares porque son más fáciles de instalar con prácticamente los mismos beneficios que disponen los robots tradicionales, solo que menos costosos en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin tener en cuenta el sector al que se dediquen.
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Los robots tradicionales son fuertes, se sitúan sobre bases fijas y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Estas 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 necesitan de jaulas de seguridad para preservar la integridad de los operarios, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los robots colaborativos ofrecen a las pequeñas empresas la posibilidad de automatizar tareas repetitivas de pequeñas y grandes series con unos costes menores al de los robots industriales. Por lo general, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € tenemos a nuestra disposición cobots de hasta 5 kg que tendrán un retorno del dinero invertido que puede ser de 12 meses.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, en primer lugar investigan el proceso en cuestión y el tiempo del ROI. El estudio de todos los aspectos detectados hasta el momento dictaminará si debemos de adquirir un robot industrial o un colaborativo. Si se da el caso brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, la primera opción se centrará en buscar el modo de adaptarlos.
Hay que recordar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las compañías a aumentar su competitividad. El cambio de modelo productivo requiere de la incorporación de operarios con nuevas capacidades. Este proceso de transformación precisa de la necesidad de llevar a cabo un plan de formación que acompañe a los operarios a implicarse a los nuevos procesos.
A continuación se muestran los principales beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La incorporación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy sencillas permite que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres de la HMI mueven el robot a los puntos de referencia establecidos. Además gran parte de los cobots permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que únicamente el operador guía el brazo robótico con la mano. El cobot aprende las coordenadas a realizar para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Cómo es la seguridad de un cobot?
Los cobots llevan incorporados equipos de seguridad, pero por ello no quiere decir que sean totalmente confiables. Disponen de una potencia limitada para que puedan operar sin vallados de seguridad, pero solo después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado del informe podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o velocidades de trabajo reducidas. Si elegimos un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como UL para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial a realizar al comprar un robot colaborativo es mucho menor en comparación con la de los robots tradicionales y disponen de un tamaño pequeño 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 Álava o en Toledo por poner un ejemplo.
¿En qué otras aplicaciones se integran los cobots?
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos pick & place y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son tareas repetitivas llevados a cabo tanto por trabajadores como por cobots. Hasta la fecha, las series con lotes cortos eran desarrollados de la mano de los trabajadores, mientras que las series largas de piezas precisan de una automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente útiles en industrias como la fabricación.
Carga de CNC
El abastecimiento de máquinas CNC es {uno de los procesos en los que más se emplean los cobots. Al ser muy sencillos de configurar ayuda a los operadores de los centros de mecanizado configuren y ejecuten rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para desempeñar otros procesos o controlar varias máquinas a la vez, lo que aumenta el rendimiento de la producción. Actualmente los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los cobots con el fin de mejorar sus prestaciones. Sobre todo se utilizan para el envío de piezas a centros de mecanizado.
Picking de los pedidos y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de materiales. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se necesita de un alcance máximo mayor. Entre estos procesos destacan las tareas que por ser grandes producciones permiten ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de realizar el envío. Estas tareas suelen dedicarse a el transporte de pequeñas piezas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión en 3D a menudo se combinan con robots colaborativos para mejorar la calidad del producto.
Existen otras aplicaciones que precisan que el cobot trace unas trayectorias fijas como sucede en las soldaduras robotizadas o de encolado. En muchas ocasiones se utilizan softwares para estos procesos y se integra a la perfección la programación fuera de línea con simulación para lograr ciclos más rápidos y reducir la cantidad de fallos.
Control de calidad de los procesos con cobots
La visión en 3D que se incorporan a los robots colaborativos son capaces de hacer que el control de los componentes sea fácil. Montar un sistema de visión sobre un robot colaborativo puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de productos. La adopción de los cobots crecerá a medida que se conviertan en un elemento común en industrias como el de los laboratorios y los manufactureros. Es una realidad que la incorporación de la robótica colaborativa, y más concretamente la llegada de la colaboración entre humanos y máquinas, está logrando reducir el precio de fabricación y aumentar la productividad.