Si hablamos de automatizar un proceso productivo, necesitamos elegir la máquina automática a tenor de las particularidades de la aplicación como puede ser la velocidad, el espacio, y si es necesario que exista una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo la realidad es que las líneas se difuminan entre sí en función de las particularidades de cada nuevo proceso.
Al buscar la mejora de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de los recursos que disponemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de personal. Con el fin de hacernos una idea aproximada de la gran aceptación que tienen los cobots en las pequeñas y medianas empresas, según un análisis realizado antes de prepandemia de la Federación Internacional de Robótica, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados en el mundo con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para trabajar con producciones más largas de piezas que precisan de pocos cambios en las series, mientras que los cobots se ajustan con gran facilidad a las series cortas de fabricación que precisan un mayor número de cambios de modelos. Si deseamos investigar en profundidad por qué es mejor integrar un cobot debemos de fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la aplicación y los protocolos de seguridad del trabajo. Cabe señalar que el grado de repetición que ofrecen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas tareas que los robots tradicionales gracias a que se están creando un importante ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para procesos de paletizado, manipulación piezas o de pick & place que agregan si es necesario IA. Otros aspectos a valorar como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son perfectamente aspectos trascendentales para decantar la balanza en favor de un tipo de robot. A su vez necesitamos prestar atención al tipo de programación, si requiere o no de mucha flexibilidad ante el número de formatos o detectar la importancia de si la cadencia puede ser un factor determinante.
Las compañías disponen a su alcance de herramientas que les ayudan a alcanzar sus objetivos. La gran capacidad que tiene la IA permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La gestión de los entornos productivos y la optimización de los mismos, se debe gracias a la obtención de datos en un ordenador y una conexión a Ethernet. Por todos los argumentos anteriormente mencionados, los robots colaborativos se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de implementar con prácticamente las mismas capacidades que tienen los robots tradicionales, pero más baratos en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin importar el número de operarios que disponga.
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Los robots tradicionales son pesados, se sitúan sobre bases fijas y están diseñados para sacar el mayor rendimiento a las producciones de alta velocidad. Dichas capacidades tan potentes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
Además, precisan de jaulas de seguridad para preservar la integridad de los operarios, requieren de expertos en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los pequeños robots ofrecen a las PYMES la opción de automatizar procesos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costes muy inferiores al de los robots tradicionales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € tenemos a nuestra disposición cobots de mediana carga que tendrán un ROI que puede ser de 12 meses.
Cuando las compañías de automatización inician un nuevo reto, lo primero que analizan es el proceso en cuestión y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El estudio de los detalles detectados anteriormente dictaminará si debemos de adquirir un brazo robótico tradicional o cobot. Si tenemos a nuestra disposición robots 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 el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está ayudando a las empresas a mejorar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos precisa de la incorporación de personas con nuevas capacidades. Este proceso de transformación requiere de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de capacitación que acompañe a los trabajadores a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos gustaría recalcar algunos de los beneficios de los cobots respecto a los robots industriales.
La integración en los robots colaborativos de interfaces muy sencillas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos de la HMI desplazan el brazo robótico a los puntos de referencia establecidos. Además la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la configuración de los procesos manualmente. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el programador guía el cobot con manualmente. El robot colaborativo aprende la ruta a seguir para después repetir el programa de manera automatizada.
¿Cómo es la seguridad de un robot colaborativo?
Los robots colaborativos llevan incorporados sistemas de seguridad pero no significa que sean totalmente seguros. Disponen de una potencia limitada para que puedan funcionar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de área o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar cobots es mucho menor si lo comparamos con la de los brazos robóticos y tienen un tamaño pequeño para minimizar las necesidades de espacio. 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 Lérida o en Orense por poner un ejemplo.
Procesos de pick & place con robots colaborativos
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos transportar piezas y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, los procesos con lotes cortos eran desarrollados de la mano de los operarios, sin embargo los lotes de alto volumen necesitan de un grado de automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, los cobots son especialmente eficaces en industrias como la logística.
Carga de CNC
El abastecimiento de CNC es {uno de los procesos en los que más se emplean los cobots. Su facilidad de programación permite que los trabajadores de los centros de mecanizado programen y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para desempeñar otras tareas o dirigir varias máquinas al mismo tiempo, lo que aumenta el rendimiento de la producción. Ahora los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los cobots con el fin de ampliar sus capacidades. Principalmente se emplean en el transporte de materias primas a centros de mecanizado.
Picking de los pedidos y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están teniendo los robots colaborativos es en soluciones de pick & place de productos. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se requiere de una manipulación con mayor peso. En estas aplicaciones destacan las tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el armado de paquetes antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen necesitar el transporte 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 mejorar la calidad del producto.
Existen otras aplicaciones que precisan que el robot realice unas trayectorias continuas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. La mayoría de las veces se utilizan softwares para esta aplicación y se mejoran por medio de programación fuera de línea con generación de código para obtener movimientos más rápidos y reducir la cantidad de fallos.
Robots colaborativos para la inspección de calidad robotizado
Las cámaras de inspección de metrología que se incorporan a los brazos robóticos pueden hacer que la inspección de calidad de las piezas sea fácil. Agregar un equipo de visión en 3D sobre un brazo robótico puede ser de ayuda en el cambio rápido de lotes de piezas. La integración de los cobots crecerá a medida que se vean como un elemento común en industrias como el del sector servicios y el logístico. Es un hecho que automatizar por medio de la robótica colaborativa, y sobre todo la llegada de la colaboración entre humanos y cobots, está permitir reducir el precio de fabricación e incrementar la productividad.