Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, es imprescindible seleccionar la máquina robótica a tenor de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es imprescindible que se dé una cooperación entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy fácil tomar la solución adecuada, pero a decir verdad, los conceptos se confunden entre sí en función de las dificultades de cada nuevo proceso.
Al buscar la mejora de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al aumento de las producciones sin que se incrementen en demasía las nuevas incorporaciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada del crecimiento que viven los cobots en la industria, según un informe realizado previo a la pandemia de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados a nivel global con un valor que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para producir con producciones más largas de componentes que necesitan de escasos cambios de formatos, mientras que los cobots se adaptan con mayor sencillez a las series cortas de fabricación que requieren gran cantidad de cambios de modelos. Si queremos investigar en profundidad cuándo es mejor integrar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que necesita la muñeca y los protocolos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetitividad que disponen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente las mismas tareas que los robots industriales gracias a que se están creando un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que ofrecen softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación piezas o de picking que agregan si lo requiere IA.
Otros factores a tener en cuenta como el alcance del brazo para un proceso 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. También debemos de prestar importancia al tipo de programación, si requiere o no de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de si la velocidad puede ser un factor determinante.
Las compañías necesitan optimizar las producciones, suprimir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la inteligencia artificial ayuda a las PYMES beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. El control de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, es viable gracias a la obtención de datos 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 implementar con muchos de las mismas características que aportan los robots industriales, pero con menos costes en muchos sentidos para todas las empresas productivas, sin importar el sector al que se dediquen.
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Los robots tradicionales son robustos, se instalan sobre bases fijas y están diseñados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Dichas particularidades tan importantes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
También requieren de jaulas de seguridad para velar por la integridad de los trabajadores, necesitan de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que superan los cien mil euros en función de los equipos periféricos. Los pequeños robots ofrecen a las pequeñas empresas la opción de automatizar trabajos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costos menores al de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € podemos adquirir robots colaborativos de media carga que tendrán un retorno de la inversión que puede ser de 12 meses.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, en primer lugar estudian la aplicación en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El análisis de todos los factores señalados anteriormente dictaminará si tenemos de adquirir un brazo robótico tradicional o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, la primera opción se centrará en buscar el modo de adaptarlos.
Hay que recordar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos conlleva la incorporación de operarios con nuevas capacidades. Este proceso de transformación precisa de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de formación que acompañe a las personas a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La integración en los cobots de interfaces muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia deseados. Además la gran mayoría de los cobots permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que únicamente el operador guía el cobot con manualmente. El cobot memoriza las coordenadas a realizar para después repetir el programa de manera automatizada.
¿Cómo es la seguridad de un cobot?
Los cobots llevan integrados equipos de seguridad, pero por ello no significa que sean 100% confiables. Disponen de una fuerza limitada para que puedan funcionar sin vallados de seguridad, pero solo después de llevar a cabo un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la integración de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o reductores de velocidad. Si elegimos un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial a la hora de comprar un robot colaborativo es mucho menor en comparación con la de los brazos robóticos y tienen 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 robot colaborativo en Extremadura o en Castilla y León.
¿Dónde puedo utilizar un cobot?
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos pick & place y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por humanos como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran fabricados por las personas, mientras que los lotes de alto volumen requieren de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente útiles en industrias como la manufactura.
Carga y descarga de centros de mecanizado
El abastecimiento de máquinas CNC 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 programen y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para desempeñar otras tareas o encargarse de varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora los robots AMR están cooperando con éxito con los cobots para mejorar sus capacidades. Sobre todo se emplean en el envío de piezas a máquinas automáticas.
Embalaje y paletizado automático
Entre las aplicaciones en donde mayor grado de integración están teniendo los robots colaborativos es en soluciones de carga y descarga de materiales. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se precisa de una manipulación con mayor peso. En dichas soluciones destacan todas aquellas tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el armado de cajas antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen conllevar 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 integran en cobots para mejorar la calidad del producto.
Hay otras soluciones que precisan que el robot trace unas trayectorias continuas como ocurre en las operaciones de soldadura o de dispensación. Para lograrlo, habitualmente se emplean simuladores para estos procesos y se integra a la perfección la programación fuera de línea con simulación para lograr movimientos más rápidos y disminuir el índice de fallos.
Robots colaborativos para la inspección de calidad automática
Los sistemas de visión en 3D que se utilizan a los robots pueden lograr que la inspección de calidad de las piezas sea rápida. Montar una cámara sobre un robot colaborativo puede favorecer en el cambio de un producto a otro. La llegada de los brazos robóticos aumentará aún más que se vean como una máquina más en sectores como el del procesamiento de alimentos y el logístico. No cabe duda que automatizar por medio de los robots, y en concreto la consecución de la colaboración entre trabajadores y robots colaborativos, está permitir reducir el precio de producción e incrementar la productividad.