Si hablamos de automatizar un proceso productivo, es imprescindible seleccionar la máquina robótica en función de las características de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio requerido, y si es necesario que se dé una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy sencillo tomar una solución generalizada pero la realidad es que las líneas se confunden entre sí a medida que vamos sumando las dificultades de cada nuevo proceso.
Al buscar la optimización de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible la capacidad de reacción ante el aumento de los pedidos sin que aumenten en demasía las contrataciones de personal. Con el fin de hacernos una idea aproximada del crecimiento que viven los cobots en las pequeñas y medianas empresas, según un informe hecho previo a la llegada del covid-19 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 en el mundo con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para producir con series más largas de piezas que precisan de escasos cambios en las producciones, en cambio los cobots se ajustan con gran sencillez a las series cortas de producción que necesitan gran cantidad de cambios de modelos.
Si queremos analizar en profundidad por qué es mejor agregar un robot colaborativo debemos de fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la aplicación y los protocolos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetición que disponen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son realmente parecidos.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente las mismas aplicaciones que los robots industriales gracias a que se están creando un importante ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación componentes o de picking que incluyen si lo requiere inteligencia Artificial. Otros factores a tener en cuenta como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, pueden ser determinantes a la hora de elegir un cobot o un robot industrial. Del mismo modo necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante el número de formatos o definir la importancia de los tiempos de ciclo.
Existe una tecnología que favorece a las compañías lograr sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. Las posibilidades que ofrece hoy en día la IA permiten también a las pequeñas empresas optimizar sus producciones. El control de los entornos de las fabricaciones y su optimización automatizada, es posible gracias a la obtención de datos en un PC y una toma a Ethernet. Por todos los argumentos indicados, los cobots se están volviendo muy populares porque son más fáciles de integrar con prácticamente los mismos beneficios 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 industriales son pesados, se ubican sobre bases estables y están diseñados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones de largas series. Dichas 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.
Hay que tener en cuenta que necesitan de celdas de seguridad para garantizar la seguridad de los trabajadores, necesitan de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los cobots ofrecen a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar trabajos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costes muy inferiores que el de los robots industriales. Habitualmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros podemos adquirir cobots de mediana carga que generarán un retorno de la inversión que puede ser de 12 meses.
Cuando las empresas de automatización inician un nuevo reto, en primer lugar investigan la aplicación que se va a realizar y el plazo para obtener el ROI. El análisis de los detalles detectados anteriormente dictaminará si tenemos que comprar un robot tradicional o cobot. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, se intentará buscar la forma de adaptarlos. Cabe señalar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas conlleva la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación requiere de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a las personas a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos gustaría recalcar algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La integración en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI mueven el robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso la gran mayoría de los cobots permiten la programación de los procesos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que únicamente el programador guía el brazo robótico con manualmente. El cobot memoriza las coordenadas a realizar para después repetir el programa de manera automatizada.
¿Son confiables los cobots?
Los cobots disponen de sistemas de seguridad pero no significa que sean totalmente confiables. Disponen de una fuerza limitada para que puedan funcionar sin vallados de seguridad, pero solo después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o reductores de velocidad. Si elegimos un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos cumplan con los estándares industriales. El costo inicial a la hora de comprar cobots es mucho menor si lo comparamos con el de los robots tradicionales y requieren de muy poco espacio para su integración. 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 La Rioja o en Jaén por poner un ejemplo.
¿Dónde se usan los robots colaborativos?
Algunas de las aplicaciones en donde más se utilizan es en 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, los procesos con lotes cortos eran fabricados por los trabajadores, mientras que las series largas de piezas precisan de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente útiles en industrias como la fabricación.
Carga y descarga de máquinas automáticas
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 trabajadores de las máquinas CNC programen y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para llevar a cabo otras tareas o controlar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los robots colaborativos para mejorar sus prestaciones. Principalmente se emplean en el envío de materiales a máquinas automáticas.
Picking de los pedidos y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los robots colaborativos es en soluciones de carga y descarga de materiales. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se requiere de un alcance de brazo mayor.
Entre estas aplicaciones destacan todas aquellas tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de realizar el envío. Estas tareas suelen necesitar el transporte de pequeñas cargas que se adaptan de manera adecuada a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial a menudo se combinan con cobots para mejorar la calidad del producto. Existen otras soluciones que precisan que el cobot realice unas trayectorias uniformes como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. En muchas ocasiones se utilizan software de simulación para esta aplicación y se integra a la perfección la programación fuera de línea con generación de código para obtener movimientos más rápidos y disminuir el número de errores.
Control de calidad de los procesos con robots colaborativos
Las cámaras de inspección de metrología que se incorporan a los robots pueden hacer que la supervisión de las piezas sea eficiente. Colocar un sistema de visión sobre un robot puede ayudar en el cambio rápido de productos. La integración de los robots aumentará aún más que se conviertan en una máquina más en industrias como el de la medicina y el retail. Es una realidad que automatizar por medio de los robots colaborativos, y en concreto la consecución de la colaboración entre trabajadores y máquinas, está permitir reducir el precio de producción y aumentar la productividad.