Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, necesitamos seleccionar el equipo a tenor de las particularidades de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una cooperación entre un operario y un robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy fácil tomar la solución adecuada pero a decir verdad, los conceptos se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las características de cada proyecto.
Al referirnos a la mejora de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que aumenten en demasía las contrataciones de personal. Con el fin de hacernos una idea aproximada del éxito que están viviendo los robots colaborativos en la industria, según un informe realizado antes de prepandemia de IFR.org, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados en el mundo con un valor que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de robots colaborativos
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para poder trabajar con producciones más largas de piezas que necesitan de escasos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se ajustan con gran sencillez a las series cortas de producción que precisan un mayor número de cambios de productos. Si deseamos analizar en profundidad cuándo es más adecuado agregar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la potencia de carga que requiere la aplicación y los protocolos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas aplicaciones que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para procesos de paletizado, movimiento piezas o de pick & place que agregan si lo requiere IA. Otros factores a tener en cuenta como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son factores importantes para seleccionar un cobot o un robot industrial. A su vez necesitamos prestar atención al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante los cambios de formatos o detectar la importancia de la velocidad.
Las PYMES necesitan optimizar las fabricaciones, suprimir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día la inteligencia artificial permiten también a las pequeñas empresas aumentar sus capacidades. El control de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, se debe gracias a la recopilación de datos en un ordenador y una simple vía a Ethernet.
Es por ello que los cobots se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de implementar con muchos de los mismos beneficios que tienen los robots industriales, pero con menos costes en diferentes aspectos para todas las empresas de fabricación, independientemente de tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los brazos robóticos tradicionales son pesados, se ubican sobre bases estables y están diseñados para sacar el mayor rendimiento a las producciones de alta velocidad. Estas particularidades tan importantes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
Hay que tener en cuenta que precisan de jaulas de seguridad para velar por la integridad de los operarios, requieren de operarios formados en programación y potentes inversiones que superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los robots colaborativos ofrecen a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar trabajos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costes muy inferiores al de los robots tradicionales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance cobots de media carga que generarán un retorno del dinero invertido que será inferior al año.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es el proceso en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El análisis de todos los factores señalados hasta el momento determinará si debemos que comprar un robot tradicional o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, la primera opción se centrará en buscar el modo de integrarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a mejorar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos conlleva la incorporación de operarios con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial precisa de la necesidad de llevar a cabo un plan de capacitación que acompañe a los operarios a implicarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación queremos resumir algunos de los beneficios de los cobots
La integración en los robots colaborativos de interfaces muy sencillas ayuda a que los trabajadores 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 indicados. Incluso gran parte de los robots colaborativos permiten la configuración de los procesos de manera manual. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que simplemente el programador mueve el robot colaborativo con la mano. El cobot memoriza las coordenadas a realizar para seguido repetir el programa de manera automática.
¿Son seguros los cobots?
Los cobots disponen de sistemas de seguridad sin embargo no significa que sean 100% confiables. Disponen de una potencia limitada para que puedan operar sin protecciones de seguridad, pero solo después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la integración de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de zona o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos cumplan con los estándares de la industria. El precio inicial al comprar un cobot es mucho menor en comparación con los robots industriales y disponen de un tamaño pequeño para minimizar los requisitos 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 la Coruña o en Álava por poner un ejemplo.
Coger y dejar materiales con sistemas automáticos
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos pick & place y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por humanos como por cobots. Tradicionalmente, las series de bajo volumen eran hechos por las personas, mientras que las series largas de piezas requieren de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los cobots son especialmente útiles en industrias como la logística.
Abastecimiento de máquinas automáticas
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {uno de los procesos en los que más se utilizan los robots colaborativos. Su facilidad de programación permite que los operadores de las máquinas CNC configuren y produzcan rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otras tareas o llevar varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los cobots con el fin de aumentar sus prestaciones. Principalmente se usan para el envío de piezas a máquinas automáticas.
Envasado y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los cobots es en soluciones de pick & place de productos. Estos robots no son tan rápidos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se precisa de un alcance máximo mayor.
En estas aplicaciones destacan todas las tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el armado de paquetes antes de enviar el pedido. Estos procesos suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas piezas que se ajustan perfectamente a las particularidades de los cobots. Los equipos de visión artificial con frecuencia se integran en los brazos robóticos para optimizar el proceso de control de calidad.
Hay otras soluciones que requieren que el robot colaborativo realice unas trayectorias continuas como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. En muchas ocasiones se emplean simuladores para esta aplicación y se mejoran por medio de programación outline con generación de código para lograr ciclos más rápidos y reducir el índice de fallos.
Control de calidad de los procesos con robots colaborativos
Las cámaras de visión que se utilizan a los brazos robóticos son capaces de hacer que la supervisión de los componentes sea fácil. Montar un sistema de visión sobre un robot industrial puede ser de ayuda en el cambio de un producto a otro. La integración de los robots aumentará aún más que se conviertan en una máquina más en sectores como el del procesamiento de alimentos y el logístico. Es un hecho que automatizar por medio de los robots colaborativos, y sobre todo la llegada de la colaboración entre trabajadores y robots, está permitir reducir los costos de fabricación e incrementar la productividad.