Al hablar de automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir el robot en función de las particularidades del proceso como puede ser la velocidad, el espacio necesario, y si es necesario que se de una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy fácil tomar la solución adecuada pero la realidad es que las líneas se confunden entre sí en función de las dificultades de cada nuevo proceso.
Cuando hablamos de la mejora de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al aumento de las producciones sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de trabajadores. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que están teniendo los brazos robóticos en diferentes sectores manufactureros, según un análisis hecho antes de prepandemia de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los cobots será de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados en el mundo 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 piezas que precisan de pocos cambios en las producciones, mientras que los cobots se adaptan con gran sencillez a las series cortas de fabricación que requieren un mayor número de cambios de productos.
Si queremos analizar en profundidad cuándo es más adecuado integrar un cobot podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la aplicacion y los requisitos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que disponen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los cobots pueden realizar prácticamente las mismas tareas que los robots tradicionales gracias a que se están creando un potente ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para trabajos de paletizado, movimiento piezas o de picking que agregan si lo requiere IA. Otros aspectos a tener en cuenta como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son perfectamente factores trascendentales para decidirse en favor de una u otra aplicación. A su vez debemos de prestar atención al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Las compañías necesitan mejorar las fabricaciones, suprimir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir el coste de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día la inteligencia artificial permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La gestión de los entornos de las fabricaciones y sus correspondientes ajustes automáticos, es posible gracias a la recopilación de datos en un ordenador y una toma a Ethernet.
Por todos los hechos señalados, la robótica colaborativa se está volviendo muy populares debido a que son más fáciles de integrar con prácticamente las mismas características que disponen los robots industriales, solo que menos costosos en muchos sentidos para todas las empresas de fabricación, sin tener en cuenta su tamaño.
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Los robots industriales son pesados, se ubican sobre bases estables y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones de gran volumen. Dichas capacidades tan potentes para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos. Hay que tener en cuenta que necesitan de jaulas de seguridad para garantizar la seguridad de los trabajadores, necesitan de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que superan los cien mil euros en función de la tecnología que integran.
Los robots colaborativos garantizan a las pequeñas empresas la opción de automatizar trabajos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos menores al de los robots tradicionales. Habitualmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de mediana carga que tendrán un retorno del dinero invertido que será inferior al año.
Cuando las compañías de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y el tiempo del ROI. El análisis de todos los factores señalados hasta el momento dictaminará si debemos que comprar un robot tradicional o un colaborativo. Si se da el caso brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar la forma de integrarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está ayudando a las empresas a mejorar su competitividad. La automatización de los procesos repetitivos precisa de la incorporación de trabajadores con nuevos perfiles. Este cambio implica la necesidad de realizar una estrategia de formación que acompañe a los operarios a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación nos gustaría resumir los principales beneficios de los cobots respecto a los robots industriales.
La incorporación en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos que aparecen la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso muchos de los cobots permiten la programación de los procesos de manera manual. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el operario mueve el brazo robótico con la mano. El cobot aprende la ruta a realizar para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Es cierto que son seguros los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados equipos de seguridad pero por ello no significa que sean 100% seguros. Disponen de una potencia limitada para que puedan funcionar sin barreras de seguridad, pero solo después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de área o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los equipos cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial que hay que realizar a la hora de comprar un cobot es mucho menor que la de los brazos robóticos tradicionales, generan un menor mantenimiento y tienen un consumo de energía que ronda los 1000 watios. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar un cobot en Pontevedra o en Tarragona.
¿Dónde se usan los cobots?
Algunas de las soluciones en donde más se utilizan es en los procesos pick & place y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran desarrollados por los operarios, mientras que los lotes de alto volumen requieren de un grado de automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en procesos como la fabricación.
Suministro de piezas a centros de mecanizado
El abastecimiento de CNC es {una de las soluciones en las que más se utilizan los robots colaborativos. Su facilidad de programación permite que los trabajadores de los centros de mecanizado configuren y produzcan rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otras tareas o llevar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los robots colaborativos para ampliar sus capacidades. Sobre todo se dedican al envío de piezas a máquinas de control numérico.
Envasado y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los robots colaborativos es en soluciones de pick & place de materiales. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se necesita de un alcance máximo mayor. Entre estas aplicaciones destacan todas aquellas tareas que al ser series largas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen conllevar el transporte de pequeñas piezas que se ajustan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial con frecuencia se combinan con cobots para mejorar la calidad del producto.
Hay otras soluciones que precisan que el robot trace unas rutas uniformes como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se emplean software de simulación para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener movimientos más rápidos y reducir la cantidad de fallos.
Control de calidad de los procesos con robots colaborativos
La visión en 3D que se añaden a los robots son capaces de lograr que el control de las piezas sea rápido. Montar un equipo de visión en 3D sobre un robot industrial puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de productos. La llegada de los robots colaborativos aumentará a medida que se vean como una máquina más en sectores como el del sector servicios y el retail. No cabe duda que la incorporación de los robots, y en concreto la consecución de la colaboración entre operarios y cobots, está permitir disminuir los costos de fabricación e incrementar la productividad.