Cuando nos referimos a automatizar un proceso, necesitamos seleccionar el robot en función de las características del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que se de una colaboración entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Parece que es muy fácil tomar una solución generalizada sin embargo la realidad es que las líneas se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada nuevo proceso.
Cuando hablamos de la optimización de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de las capacidades que tenemos para hacer frente al aumento de las producciones sin que aumenten en exceso las nuevas incorporaciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que están teniendo los cobots en diferentes sectores manufactureros, según un análisis hecho antes de la pandemia de la Federación Internacional de Robótica, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados a nivel global con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para poder trabajar con producciones más largas de componentes que requieren de pocos cambios en las producciones, mientras que los cobots se adaptan con mayor sencillez a las series cortas de producción que necesitan gran cantidad de cambios de modelos. Si queremos investigar en profundidad por qué es mejor integrar un robot colaborativo debemos de fijarnos en la potencia de carga que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos procesos que los robots industriales gracias a que se están creando un importante ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación componentes o de picking que agregan si es necesario inteligencia Artificial. Otros factores a tener en cuenta como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son perfectamente factores trascendentales para decidirse en favor de una u otra aplicación. Del mismo modo debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de mucha flexibilidad ante el número de formatos o detectar la importancia de la cadencia.
Las empresas buscan optimizar las producciones, suprimir las paradas de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día la inteligencia artificial permiten también a las pequeñas empresas aumentar sus capacidades. La gestión de los entornos de las fabricaciones y la optimización de los mismos, es viable gracias a la obtención de datos en un PC y una toma a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de instalar con muchos de las mismas capacidades que disponen los robots industriales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, independientemente del sector al que se dediquen.
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Los brazos robóticos tradicionales son pesados, se sitúan sobre bases fijas y están diseñados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones de gran volumen. Estas características tan importantes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
Hay que tener en cuenta que requieren 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 garantizan a las PYMES la opción de automatizar procesos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos menores al de los robots tradicionales. Por lo general, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros tenemos a nuestra disposición cobots de media carga que tendrán un ROI que puede ser de 12 meses.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de automatización, lo primero que analizan es el proceso que se va a realizar y el plazo para obtener el ROI. El análisis de todos los factores indicados hasta el momento determinará si debemos que comprar un brazo robótico industrial o un colaborativo. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar la forma de adaptarlos. Hay que recordar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las empresas a mejorar su competitividad. La automatización de los procesos repetitivos requiere de la incorporación de personas con nuevos perfiles. Este cambio precisa de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a los operarios a implicarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación nos gustaría recalcar los principales beneficios de los robots colaborativos.
La implementación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy sencillas ayuda a que los trabajadores sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI desplazan el brazo robótico a los puntos de referencia deseados. Además la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la programación de los equipos de manera manual. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el operario guía el robot manualmente. El cobot memoriza la trayectoria a realizar para seguido repetir el programa de manera automática.
¿Son seguros los robots colaborativos?
Los robots colaborativos llevan integrados sistemas de seguridad, pero no quiere decir que sean totalmente seguros. Tienen una fuerza limitada para que puedan trabajar sin vallados de seguridad, pero solo después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado del informe podría indicar la integración de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de zona o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor si lo comparamos con la de los robots tradicionales 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 Castellón o en Lérida por poner un ejemplo.
¿Dónde se puede instalar un cobot?
Algunas de las aplicaciones en donde más se emplean es en los procesos de coger y dejar piezas y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son procesos continuos llevados a cabo tanto por operarios como por cobots. Hasta la fecha, los procesos de bajo volumen eran fabricados por los trabajadores, mientras que las series largas de piezas requieren de un grado de automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos robots son especialmente útiles en procesos como el embalaje.
Atención de máquinas automáticas
El abastecimiento de CNC es {uno de los procesos en los que más se utilizan los robots colaborativos. Al ser muy sencillos de configurar ayuda a los operadores de los CNC configuren y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otras tareas o llevar varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los robots colaborativos con el fin de aumentar sus capacidades. Sobre todo se usan para el envío de componentes a centros de mecanizado.
Embalaje y células de paletizado
Entre las aplicaciones en donde mayor grado de integración están teniendo los cobots es en aplicaciones de carga y descarga de piezas. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se necesita de un alcance de brazo mayor. Entre dichas soluciones sobresalen las tareas que al ser series largas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de enviar el pedido. Estos procesos suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los sistemas de visión artificial a menudo se integran en los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras soluciones que requieren que el cobot realice unas trayectorias continuas como sucede en las operaciones de soldadura o de dispensación. La mayoría de las veces se emplean software de simulación para esta aplicación y se mejoran por medio de programación outline con generación de código para obtener ciclos más rápidos y reducir la cantidad de fallos.
Control de los productos de manera automatizada
La visión en 3D que se emplean a los robots pueden lograr que el control de las piezas sea eficaz. Agregar un sistema de visión sobre un robot colaborativo puede ser de gran utilidad en el cambio de un producto a otro. La llegada de los brazos robóticos aumentará a medida que se conviertan en una máquina más en industrias como el de la medicina y los manufactureros. Es evidente que la incorporación de los robots colaborativos, y sobre todo la consecución de la colaboración entre operarios y robots, está permitir reducir el precio de fabricación e incrementar la productividad.