Al hablar de automatizar un proceso, es imprescindible elegir el equipo a tenor de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es necesario que exista una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Puede que aparente ser 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 proyecto.
Al referirnos a la optimización de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al aumento de las producciones sin que se incrementen en exceso las contrataciones de operarios. Con el fin de hacernos una idea aproximada de la gran aceptación que tienen los brazos robóticos en diferentes sectores manufactureros, según un estudio hecho previo a la pandemia de la Federación Internacional de Robótica, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados a nivel global con un importe que rondará 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 producir con series más largas de piezas que requieren de pocos cambios de formatos, en cambio los robots colaborativos se ajustan con mayor sencillez a las series cortas de fabricación que precisan un mayor número de cambios de productos. Si queremos investigar con mayor detenimiento por qué es más adecuado integrar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que disponen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son realmente parecidos.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos trabajos que los robots industriales gracias a que se están creando un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que proporcionan softwares especializados para trabajos de soldadura, movimiento piezas o de picking que agregan 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 para seleccionar una u otra aplicación. Del mismo modo debemos de prestar importancia al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante el número de productos o definir la importancia de la cadencia.
Las PYMES buscan mejorar las producciones, reducir las paradas de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día la inteligencia artificial permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para mejorar las producciones. La monitorización de los entornos operativos y su optimización automatizada, se debe gracias a la recopilación de datos en un PC y una conexión a Ethernet. Por todos los aspectos indicados, los cobots se están volviendo muy populares porque son más fáciles de instalar con prácticamente las mismas características que disponen los robots industriales, solo que menos costosos en muchos sentidos para todas las empresas productivas, sin importar su tamaño.
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Los robots tradicionales son fuertes, se ubican sobre bases estables y están diseñados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones de largas series. Estas características tan importantes para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los cambios.
Además, requieren de celdas de seguridad para velar por la seguridad de los trabajadores, necesitan de operarios formados en en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los robots colaborativos ofrecen a las compañías pequeñas la opción de automatizar tareas repetitivas de lotes reducidos con unos costes muy inferiores al de los robots tradicionales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € podemos encontrar robots colaborativos de mediana carga que generarán un retorno del dinero invertido que puede ser de 12 meses.
Cuando las compañías de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El análisis de los detalles señalados hasta el momento dictaminará si tenemos que comprar un brazo robótico industrial o cobot. Si existen robots que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, la primera opción se centrará en buscar la forma de adaptarlos. Hay que recordar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas precisa de la incorporación de operarios con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación precisa de la necesidad de realizar una estrategia de formación que acompañe a las personas a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación nos encantaría recordar algunos de los beneficios de los cobots respecto a los robots industriales.
La integración en los cobots de interfaces muy intuitivas permite que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos que se muestran la HMI mueven el brazo robótico a los puntos de referencia indicados. Además gran parte de los cobots permiten la programación de los procesos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el trabajador guía el robot colaborativo con la mano. El cobot memoriza la trayectoria a realizar para seguido repetir el programa de manera autónoma.
¿Es cierto que son seguros los robots colaborativos?
Los cobots llevan integrados sistemas de seguridad, pero no quiere decir que sean 100% confiables. Disponen de una potencia 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 necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la integración de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de área o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, 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 robots colaborativos es mucho menor en comparación con los robots industriales 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 Albacete o en Guadalajara por poner un ejemplo.
Elegir y colocar productos de manera automatizada
Algunas de las soluciones en donde más se utilizan es en los procesos de coger y dejar piezas y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos llevados a cabo tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Históricamente, las series de bajo volumen eran fabricados de la mano de las personas, y en cambio las series largas de piezas requieren de una automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en industrias como la manufactura.
Suministro de piezas a máquinas CNC
El abastecimiento de CNC es {uno de los procesos en los que más se utilizan los cobots. Al ser muy sencillos de programar ayuda a los operarios de los centros de mecanizado programen y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para realizar otras tareas o dirigir varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente los robots AMR están trabajando con éxito con los robots colaborativos con el fin de ampliar sus capacidades. Principalmente se emplean en el envío de piezas a centros de mecanizado.
Picking de los pedidos y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo los robots colaborativos es en aplicaciones de carga y descarga de componentes. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se requiere de un alcance de brazo mayor. Entre todas estas soluciones sobresalen todas aquellas tareas que al ser series largas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de realizar el envío. Estas tareas suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas piezas que se ajustan perfectamente a las características de los cobots. Los equipos de visión en 3D a menudo se integran en los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras soluciones que requieren que el robot colaborativo trace unas trayectorias uniformes como sucede en las operaciones de soldadura o de dispensación. En muchas ocasiones se emplean software de simulación para esta aplicación y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener ciclos más rápidos y reducir el número de errores.
Control de los productos de manera automatizada
La visión en 3D que se emplean a los brazos robóticos pueden lograr que el control de las piezas sea rápido. Colocar una cámara sobre un robot industrial puede ayudar en el cambio rápido de productos. La integración de los robots colaborativos aumentará a medida que se transformen en una máquina más en sectores como el de la medicina y el retail. Es una realidad que automatizar por medio de la robótica colaborativa, y en concreto la consecución de la colaboración entre humanos y robots colaborativos, está logrando disminuir los costos de fabricación e incrementar la productividad.