Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir el equipo en función de las características de la aplicación como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una cooperación entre un operario y un robot (HRC) cuando sea necesario. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada sin embargo la realidad es que los conceptos se difuminan entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada proyecto.
Cuando hablamos de la optimización de las fabricaciones 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 exceso las nuevas incorporaciones de trabajadores. Con el fin de hacernos una idea aproximada del crecimiento que tienen los cobots en las empresas, según un informe realizado antes de la pandemia de IFR.org, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados en el mundo con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para poder trabajar con producciones más largas de piezas que requieren de pocos cambios en las producciones, mientras que los robots colaborativos se ajustan con gran facilidad a las series cortas de fabricación que necesitan un mayor número de cambios de productos.
Si queremos analizar con mayor precisión por qué es más adecuado integrar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la aplicación y los requisitos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que ofrecen los proveedores para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente las mismas aplicaciones que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para trabajos de paletizado, manipulación componentes o de picking que incluyen si es necesario IA. Otros factores a valorar como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, pueden ser determinantes para elegir un cobot o un robot industrial. También debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de mucha flexibilidad ante el número de formatos o definir la importancia de los tiempos de ciclo.
Existe una tecnología que está ayudando a las compañías lograr sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. La gran capacidad que posé el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas optimizar sus producciones. La monitorización de los entornos de las fabricaciones y sus correspondientes ajustes automáticos, se debe gracias a la obtención de la información en un ordenador y una toma a Ethernet.
Es por ello que la robótica colaborativa se está volviendo muy populares debido a que son más fáciles de integrar con prácticamente los mismos beneficios que tienen los robots tradicionales, pero con menos costes en diferentes aspectos para todas las empresas de fabricación, sin importar tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los robots tradicionales son robustos, se sitúan sobre bases fijas y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las producciones de alta velocidad. Dichas capacidades tan importantes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los nuevos procesos. Hay que tener en cuenta que requieren de vallados de seguridad para velar por la integridad de los operarios, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que con gran facilidad superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los cobots garantizan a las PYMES la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de lotes reducidos con unos costos muy inferiores al de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de media carga que generarán un ROI que puede ser de 12 meses.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de automatización, lo primero que analizan es la aplicación que se va a realizar y el tiempo del ROI. El estudio de todos los factores señalados hasta el momento dictaminará si debemos 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, la primera opción se centrará en buscar el modo de integrarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las compañías a aumentar su competitividad. La integración de aplicaciones automáticas precisa de la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación requiere de la necesidad de llevar a cabo un plan de formación que acompañe a los trabajadores a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los cobots.
La implementación en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que se muestran la HMI desplazan el robot a los puntos de referencia indicados. Incluso la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la programación de los procesos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el programador guía el cobot con la mano. El robot colaborativo memoriza la trayectoria a seguir para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Son seguros los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados sistemas de seguridad, pero no significa que sean 100% confiables. Disponen de una potencia limitada para que puedan funcionar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de área o reductores de velocidad. Si elegimos un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares de la industria. El precio inicial al comprar un cobot es mucho menor en comparación con la de los brazos robóticos y tienen un tamaño reducido para minimizar los requisitos de espacio. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar cobots en Guadalajara o en Teruel por poner un ejemplo.
¿Para qué sirven los cobots?
Algunas de las soluciones en donde más se emplean es en los procesos de coger y dejar piezas y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por operarios como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran fabricados por los operarios, y en cambio los lotes de alto volumen precisan de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, los cobots son especialmente eficaces en procesos como la fabricación.
Abastecimiento de máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se emplean los la segunda aplicación a la que más cobots se destinan. Al ser muy fáciles de configurar ayuda a los operadores de los CNC configuren y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para realizar otros procesos o dirigir varias máquinas al mismo tiempo, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora las aplicaciones robóticas móviles están cooperando con éxito con los cobots para aumentar sus capacidades. Sobre todo se dedican al transporte de componentes a máquinas CNC.
Embalaje y procesos de paletizado
Entre las aplicaciones en donde mayor aceptación están teniendo los robots colaborativos es en soluciones de pick & place de materiales. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se necesita de una manipulación con mayor carga útil. En dichas soluciones sobresalen las tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen conllevar la manipulación de pequeñas piezas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los cobots. Los equipos de visión en 3D con frecuencia se combinan con robots colaborativos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras aplicaciones que necesitan que el robot trace unas rutas continuas como sucede en las soldaduras robotizadas o de dispensación. En muchas ocasiones se emplean software de simulación para esta aplicación y se mejoran por medio de programación fuera de línea con generación de código para lograr movimientos más rápidos y reducir el número de errores.
Control de calidad de los procesos con robots colaborativos
Las cámaras de inspección de metrología que se añaden a los robots colaborativos pueden hacer que la supervisión de las piezas sea eficiente. Agregar un equipo de visión en 3D sobre un brazo robótico puede favorecer en el cambio de un producto a otro. La integración de los robots aumentará aún más que se transformen en una máquina más en industrias como el de la medicina y el retail. Es una realidad que automatizar por medio de la robótica industrial, y sobre todo la consecución de la colaboración entre trabajadores y sistemas robóticos, está permitir reducir los costos de producción e incrementar la productividad.