Cuando nos referimos a automatizar un proceso, necesitamos elegir la máquina automática a tenor de las características de la aplicación como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, 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 pero a decir verdad, los conceptos se confunden entre sí en función de las particularidades de cada nuevo proceso.
Cuando hablamos de la mejora de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al aumento de los pedidos sin que se incrementen en demasía las nuevas incorporaciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada del éxito que están teniendo los brazos robóticos en las empresas, según un informe hecho previo a la irrupción del coronavirus de IFR.org, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados a nivel global con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para poder trabajar con producciones más largas de componentes que requieren de escasos cambios en las producciones, en cambio los robots colaborativos se adaptan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que requieren gran cantidad de cambios de modelos.
Si pretendemos estudiar con más detenimiento por qué es más adecuado agregar un cobot debemos de fijarnos en la capacidad de carga útil que necesita la muñeca y los protocolos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetición que disponen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Los robots colaborativos pueden realizar 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 paletizado, movimiento piezas o de pick & place 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 manipular alimentos, son factores importantes a la hora de seleccionar un tipo de robot. A su vez debemos de prestar atención al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante los cambios de formatos o detectar la importancia de si la velocidad puede ser un factor determinante.
Las compañías buscan optimizar las producciones, suprimir las paradas de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente el Deep Learning ayuda a las PYMES aumentar sus fabricaciones. La gestión de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, se debe gracias a la obtención de datos en un ordenador y una simple vía a Ethernet.
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Por todos los hechos señalados, los robots colaborativos han cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de implementar con muchos de los mismos beneficios que tienen los robots industriales, solo que menos costosos en muchos sentidos para las empresas industriales, independientemente de tipo de sector al que se encuentren destinados.
Los robots tradicionales son robustos, se ubican sobre bases estables y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las producciones de gran volumen. Estas características tan importantes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios. Además, precisan de jaulas de seguridad para preservar la seguridad de los operarios, necesitan de expertos en programación y potentes inversiones que superan los cien mil euros en función de los equipos periféricos.
Los robots colaborativos garantizan a las PYMES la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos menores que el de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € podemos adquirir cobots de media carga que tendrán un retorno de la inversión que por lo general suele rondar el año.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de robótica, lo primero que analizan es el proceso en cuestión y el tiempo del ROI. El estudio de los detalles señalados hasta el momento dictaminará si debemos de adquirir un brazo robótico tradicional o cobot. Si se da el caso brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, en primer lugar intentaremos buscar el modo de adaptarlos.
Hay que recordar 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 perfiles. Esta revolución industrial requiere de la necesidad de realizar un plan de capacitación que acompañe a los operarios a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación nos gustaría recalcar algunos de los beneficios de los cobots.
Ventajas de los robots colaborativos
La integración en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas permiten que los trabajadores sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos de la HMI mueven el brazo robótico a los puntos de referencia establecidos. Incluso gran parte de los cobots permiten la configuración de los procesos de manera manual.
Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el programador guía el robot colaborativo con manualmente. El cobot memoriza la trayectoria a realizar para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Cómo es la seguridad de un robot colaborativo?
Los robots colaborativos llevan integrados sistemas de seguridad pero no quiere decir que sean totalmente seguros. Disponen de una potencia limitada para que puedan trabajar sin barreras de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la integración de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o reductores de velocidad. Si elegimos un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares de la industria. El precio inicial a la hora de comprar un robot colaborativo es mucho menor en comparación con los robots industriales y tienen un consumo de energía que ronda los 1000 watios.
Aplicaciones de pick & place con cobots
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por humanos como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran hechos por las personas, y en cambio las series largas de piezas necesitan de un grado de automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos robots son especialmente eficaces en industrias como la logística.
Carga y descarga de máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas CNC es {una de las soluciones en las que más se utilizan los robots colaborativos. Su facilidad de configuración permite que los operadores de los CNC programen y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para llevar a cabo otros procesos o dirigir varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora los robots AGV están cooperando con éxito con los cobots para mejorar sus capacidades. Principalmente se dedican al envío de materias primas a centros de mecanizado.
Picking de los pedidos y procesos de paletizado
Entre las aplicaciones en donde mayor grado de integración están adquiriendo los robots colaborativos es en soluciones de carga y descarga de componentes. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de un alcance máximo mayor.
En dichas soluciones sobresalen todas aquellas tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el armado de paquetes antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan de manera adecuada a las características de los robots colaborativos. Los sistemas de visión artificial a menudo se combinan con cobots para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras aplicaciones que requieren que el robot trace unas rutas uniformes como sucede en las soldaduras robotizadas o de dispensación. La mayoría de las veces se emplean simuladores para esta aplicación y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener movimientos más rápidos y reducir el número de errores.
Robots colaborativos para la inspección de calidad automática
Los sistemas de visión en 3D que se utilizan a los robots colaborativos pueden lograr que la inspección de calidad de las piezas sea rápida. Agregar un equipo de visión en 3D sobre un cobot puede ser de ayuda en el cambio de un producto a otro.
La integración de los brazos robóticos aumentará a medida que se transformen en una herramienta más en industrias como el del procesamiento de alimentos y los manufactureros. Es evidente que la incorporación de la robótica industrial, y sobre todo la llegada de la colaboración entre trabajadores y robots, está permitiendo disminuir el precio de fabricación e incrementar la productividad.
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