Si hablamos de automatizar un proceso, necesitamos elegir el robot a tenor de las particularidades del proceso como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es imprescindible que exista una colaboración entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo precise. Puede que aparente ser muy fácil tomar una solución generalizada, pero a decir verdad, los conceptos se difuminan entre sí a medida que vamos sumando las características de cada proyecto.
Cuando hablamos de la mejora de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de las capacidades que tenemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que se incrementen en exceso las contrataciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada del crecimiento que están viviendo los cobots en las empresas, según un estudio realizado antes de la pandemia de IFR.org, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados en el mundo con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para producir con producciones más largas de piezas que necesitan de escasos cambios de formatos, sin embargo los cobots se adaptan con gran sencillez a las series cortas de producción que necesitan gran cantidad de cambios de productos.
Si queremos analizar con más detenimiento cuándo es mejor integrar un cobot podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los requisitos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetición que ofrecen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas 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 se están creando un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que diseñan softwares especializados para procesos de paletizado, manipulación piezas o de pick & place que incluyen si lo requiere IA. Otros factores a valorar como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, perfectamente pueden ser factores trascendentales para decantar la balanza en favor de un tipo de robot. A su vez 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 compañías necesitan optimizar las producciones, reducir las paradas de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la inteligencia artificial ayuda a las PYMES aumentar sus fabricaciones. El control de los entornos operativos y su optimización automatizada, es posible gracias a la recopilación de datos en un PC y una toma a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos han cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de integrar con prácticamente los mismos beneficios que tienen los robots industriales, pero más baratos en diferentes aspectos para todas las empresas productivas, sin tener en cuenta el sector al que se dediquen.
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Los brazos robóticos industriales son fuertes, se sitúan sobre bases fijas y están diseñados para extraer el mayor rendimiento a las producciones de largas series. Estas particularidades tan avanzadas para un gran número de trabajos, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
También requieren de celdas de seguridad para preservar la seguridad de los operarios, necesitan de expertos en programación e inversiones que con gran facilidad superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los cobots ofrecen a las pequeñas empresas la opción de automatizar trabajos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costos menores que el de los robots industriales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € tenemos a nuestro alcance cobots de media carga que generarán un retorno del dinero invertido que será inferior al año.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de automatización, lo primero que analizan es el proceso en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El estudio de los detalles indicados hasta el momento dictaminará si tenemos de adquirir un robot industrial o un colaborativo. Si se da el caso robots que han quedado en desuso y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, en primer lugar intentaremos buscar la forma de integrarlos.
Cabe señalar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las compañías a mejorar su competitividad. La integración de aplicaciones automáticas conlleva la incorporación de personas con nuevos perfiles. Este cambio requiere de la necesidad de realizar un plan de capacitación que acompañe a las personas a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los cobots respecto a los robots industriales.
La incorporación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy sencillas permite que los trabajadores sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que se muestran la HMI mueven el robot a los puntos de referencia deseados. Además muchos de los robots colaborativos permiten la programación de los equipos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el operario mueve el cobot con la mano. El robot aprende la ruta a seguir para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Son confiables los robots colaborativos?
Los robots colaborativos disponen de equipos de seguridad sin embargo no significa que sean totalmente confiables. Tienen una potencia limitada para que puedan trabajar sin protecciones de seguridad, pero solo después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la integración de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de área o velocidades de trabajo más bajas. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots sean conformes con los estándares de la industria. La inversión inicial a realizar a la hora de comprar cobots es mucho menor si lo comparamos con la de los robots tradicionales y necesitan de un espacio reducido para su colocación. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar robots colaborativos en Madrid o en Barcelona, por poner un ejemplo.
Procesos de pick & place con robots colaborativos
Algunas de las soluciones en donde más se emplean es en los procesos pick & place y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por operarios como por robots colaborativos. Tradicionalmente, las series con lotes cortos eran hechos de la mano de los operarios, sin embargo los lotes de alto volumen necesitan de una automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en procesos como el embalaje.
Carga de máquinas de control numérico
El abastecimiento de CNC es {una de las soluciones en las que más se utilizan los cobots. Su facilidad de programación permite que los operarios de los centros de mecanizado configuren y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otros procesos o llevar varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los cobots para ampliar sus prestaciones. Sobre todo se dedican al transporte de componentes a máquinas CNC.
Picking de los pedidos y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo los robots colaborativos es en soluciones de pick & place de componentes. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se precisa de un alcance máximo mayor. Entre estas aplicaciones destacan las tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el armado de cajas antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen necesitar la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial con frecuencia se integran en robots colaborativos para mejorar la calidad del producto.
Existen otras aplicaciones que precisan que el cobot realice unas rutas uniformes como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se emplean softwares para estos procesos y se integra a la perfección la programación fuera de línea con simulación para obtener ciclos más rápidos y reducir la cantidad de errores.
Cobots para la inspección de calidad robotizado
La visión en 3D que se incorporan a los cobots pueden hacer que la supervisión de las piezas sea ágil. Colocar una cámara sobre un cobot puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de lotes de piezas. La adopción de los robots crecerá aún más que se vean como un elemento común en industrias como el de los laboratorios y el logístico. Es una realidad que la incorporación de la robótica industrial, y especialmente la consecución de la colaboración entre humanos y cobots, está logrando reducir el precio de producción y aumentar la productividad.