Al hablar de automatizar un proceso, debemos de seleccionar el equipo en función de las características del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio necesario, y si es imprescindible que exista una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo precise. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada pero la realidad es que las líneas se difuminan entre sí en función de las dificultades de cada nuevo proceso.
Al buscar la optimización de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de las capacidades que tenemos para hacer frente al incremento de los pedidos sin que aumenten en demasía las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de hacernos una idea aproximada de la gran aceptación que viven los robots colaborativos en las empresas, según un estudio hecho antes de la llegada del covid-19 de IFR.org, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados a nivel global con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para poder trabajar con series más largas de piezas que necesitan de escasos cambios de formatos, en cambio los cobots se adaptan con gran facilidad a las series cortas de producción que requieren gran cantidad de cambios de productos. Si pretendemos estudiar en profundidad cuándo es mejor agregar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que necesita la muñeca y los requisitos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los robots colaborativos
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos procesos que los robots industriales gracias a que se están creando un potente ecosistema de proveedores que diseñan 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 un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son factores importantes para elegir un tipo de robot. También necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante los cambios de formatos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Las compañías necesitan mejorar las fabricaciones, suprimir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los costes de la inversión. La gran capacidad que posé el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas optimizar sus producciones. El control de los entornos operativos y sus correspondientes ajustes automáticos, es posible gracias a la recopilación de datos en un PC y una toma a Ethernet. Por todos los hechos anteriormente mencionados, los cobots han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de instalar con prácticamente los mismos beneficios que aportan los robots industriales, pero más baratos en muchos sentidos para las empresas industriales, sin tener en cuenta el sector al que se dediquen.
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Los brazos robóticos industriales son pesados, se ubican sobre bases estables y están diseñados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Dichas particularidades tan importantes para un gran número de trabajos, también les impide adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de montaje.
Además, precisan de celdas de seguridad para preservar la integridad de los operarios, necesitan de operarios formados en programación y potentes inversiones que superan los cien mil euros en función de los accesorios. Los robots colaborativos garantizan a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costos menores que el de los robots tradicionales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros tenemos a nuestra disposición robots colaborativos de mediana carga que generarán un retorno del dinero invertido que puede ser de 12 meses.
Cuando las compañías de automatización inician un nuevo reto, en primer lugar investigan la aplicación que se va a realizar y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El análisis de todos los aspectos señalados anteriormente dictaminará si tenemos de adquirir un robot tradicional o cobot. Si se da el caso brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, intentaremos buscar la forma de integrarlos. Hay que recordar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a mejorar su competitividad. La integración de aplicaciones automáticas requiere de la incorporación de operarios con nuevos perfiles. Esta revolución industrial requiere de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de capacitación que acompañe a los trabajadores a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos gustaría detallar los principales beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La implementación en los cobots de interfaces muy sencillas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados 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 robots colaborativos permiten la configuración de los equipos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el programador mueve el brazo cobot con manualmente. El cobot memoriza la trayectoria a realizar para seguido repetir el programa de manera autónoma.
¿Son seguros los robots colaborativos?
Los cobots disponen de sistemas de seguridad, pero no quiere decir que sean 100% confiables. 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 de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres 3D o reductores de velocidad. Al instalar un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos cumplan 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 consumo de energía que ronda los 1000 watios. 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 Huesca o en Ciudad Real por poner un ejemplo.
Coger y dejar materiales con soluciones automatizadas
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por trabajadores como por cobots. Históricamente, los procesos de bajo volumen eran desarrollados de la mano de las personas, y en cambio las series largas de piezas necesitan de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente útiles en procesos como la fabricación.
Atención de máquinas automáticas
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se utilizan los cobots. Su facilidad de configuración permite que los trabajadores de los CNC programen y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los operarios para llevar a cabo otras tareas o llevar varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente los robots AGV están trabajando con éxito con los cobots para mejorar sus capacidades. Sobre todo se utilizan para el envío de materiales a centros de mecanizado.
Embalaje y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo los robots colaborativos es en aplicaciones de pick & place de materiales. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se requiere de una manipulación con mayor carga útil. En dichas soluciones destacan todas aquellas tareas que por ser grandes producciones 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 perfectamente a las características de los cobots. Los equipos de visión en 3D con frecuencia se integran en los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto. Hay otras aplicaciones que precisan que el robot colaborativo trace unas trayectorias fijas como sucede en las soldaduras robotizadas o de dispensación. Para lograrlo, habitualmente se utilizan softwares para estos procesos y se mejoran por medio de programación fuera de línea con generación de código para obtener ciclos más rápidos y reducir el número de errores.
Mejora de la calidad de las piezas con supervisión robótica
La visión en 3D que se incorporan a los robots pueden hacer que la inspección de calidad de los componentes sea fácil. Colocar un sistema de visión sobre un robot colaborativo puede ser de gran utilidad en el cambio de un producto a otro. La adopción de los robots aumentará a medida que se transformen en un elemento común en industrias como el de los laboratorios y los manufactureros. Es un hecho que la incorporación de la robótica industrial, y en concreto la llegada de la colaboración entre operarios y máquinas, está logrando reducir el precio de producción e incrementar la productividad.