Cuando nos referimos a automatizar un proceso, necesitamos elegir la máquina robótica a tenor de las características del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio necesario, y si es necesario que se dé una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo precise. Parece que es muy fácil tomar la solución adecuada, pero a decir verdad, los conceptos se mezclan entre sí en función de las dificultades de cada nuevo proceso.
Al buscar la mejora de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de la tecnología que disponemos a nuestro alcance la capacidad de reacción ante el aumento de las producciones sin que aumenten en demasía las contrataciones de personal. Con el fin de tener una idea aproximada del éxito que viven los robots colaborativos en las empresas, según un informe realizado previo a prepandemia de IFR.org, el mercado de los cobots 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 cobot
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para poder trabajar con series largas de componentes que precisan de pocos cambios en las producciones, en cambio los cobots se adaptan con sencillez a las series cortas de fabricación que necesitan un mayor número de cambios de modelos. Si pretendemos analizar en profundidad por qué es mejor agregar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la potencia de carga que necesita la muñeca y los protocolos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetitividad que disponen los fabricantes para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los robots colaborativos
Los cobots pueden realizar prácticamente las mismas tareas que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para trabajos de paletizado, manipulación componentes o de pick & place que incluyen si es necesario IA. Otros factores a valorar como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, pueden ser determinantes a la hora de seleccionar un cobot o un robot industrial. A su vez necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si precisa de mucha flexibilidad ante los cambios de formatos o detectar la importancia de si la velocidad puede ser un factor determinante.
Las compañías buscan optimizar las producciones, eliminar los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la inteligencia artificial permiten también a las pequeñas empresas aumentar sus fabricaciones. El control de los entornos productivos y la optimización de los mismos, es factible gracias a la obtención de la información en un ordenador y una simple vía a Ethernet. Por todos los hechos indicados, los cobots han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de integrar con muchos de las mismas características que disponen los robots industriales, pero con menos costes en muchos sentidos para todas las empresas de fabricación, sin tener en cuenta su tamaño.
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Los brazos robóticos tradicionales son robustos, se colocan en puestos estables y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones de largas series. Estas características tan potentes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
Hay que tener en cuenta que requieren de jaulas de seguridad para preservar la integridad de los trabajadores, necesitan de expertos en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los robots colaborativos ofrecen a las compañías pequeñas la opción de automatizar procesos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos menores que el de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestra disposición robots colaborativos de media carga 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 analizan la aplicación en cuestión y el tiempo del ROI. El estudio de todos los aspectos detectados hasta el momento dictaminará si tenemos que comprar un robot 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, se intentará buscar el modo de adaptarlos. Hay que recordar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. El cambio de modelo productivo requiere de la incorporación de trabajadores con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial precisa de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de formación que acompañe a los trabajadores a implicarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación nos gustaría resumir algunos de los beneficios de los robots colaborativos.
La incorporación en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres de la HMI desplazan el brazo robótico a los puntos de referencia deseados. Además gran parte de los cobots permiten la programación de los equipos de manera manual. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que únicamente el programador guía el cobot con la mano. El cobot aprende la trayectoria a seguir para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Es cierto que son seguros los cobots?
Los robots colaborativos disponen de sistemas de seguridad pero por ello no quiere decir que sean totalmente seguros. Tienen una fuerza limitada para que puedan funcionar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado del informe podría indicar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de zona o velocidades de operación más bajas. Si elegimos un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar cobots es inferior si lo comparamos con los robots industriales y tienen un consumo de energía muy bajo. En Automatización PRO trabajamos para toda España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar robots colaborativos en Córdoba o en Asturias por poner un ejemplo.
Aplicaciones de pick & place con cobots
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos pick & place y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, los artículos de bajo volumen eran hechos por los operarios, y en cambio los lotes de alto volumen necesitan de un grado de automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los robots colaborativos son especialmente eficaces en procesos como la manufactura.
Carga de máquinas CNC
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {uno de los procesos en los que más se emplean los el segundo proceso al que más cobots se destinan. Su facilidad de programación permite que los operadores de los centros de mecanizado configuren y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para llevar a cabo otros procesos o controlar varias máquinas al mismo tiempo, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los cobots para ampliar sus prestaciones. Principalmente se utilizan para el transporte de materiales a máquinas CNC.
Envasado y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están teniendo este tipo de robots es en aplicaciones de carga y descarga de piezas. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de un alcance máximo mayor.
En todas estas soluciones destacan todas aquellas tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen necesitar el transporte de pequeñas cargas que se ajustan de manera adecuada a las características de los cobots. Los sistemas de visión en 3D a menudo se combinan con los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto. Existen otras soluciones que necesitan que el brazo robótico realice unas rutas fijas como ocurre en las operaciones de soldadura o de dispensación. En muchas ocasiones se utilizan softwares para esta aplicación y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener movimientos más rápidos y disminuir la cantidad de errores.
Control de los productos de forma automática
Las cámaras de inspección de metrología que se emplean a los brazos robóticos son capaces de hacer que el control de las piezas sea ágil. Agregar un sistema de visión sobre un cobot puede favorecer en el cambio rápido de lotes de piezas. La integración de los robots crecerá aún más que se conviertan en una máquina más en industrias como el de la medicina y el logístico. Es evidente que automatizar por medio de los robots, y más concretamente la consecución de la colaboración entre humanos y cobots, está permitir reducir los costos de producción e incrementar la productividad.