Al hablar de automatizar un proceso, debemos de seleccionar el equipo en función de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga o el espacio requerido. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada pero la realidad es que las líneas se confunden entre sí a medida que vamos sumando las dificultades de cada proyecto.
Al referirnos a la optimización de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible la capacidad de reacción ante el aumento de las producciones sin que se incrementen en exceso las contrataciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada del crecimiento que viven los brazos robóticos en las pequeñas y medianas empresas, según un análisis de IFR.org, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados en el mundo con un importe que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido diseñados para poder trabajar con series más largas de piezas que necesitan de pocos cambios en las producciones, sin embargo los robots colaborativos se adaptan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que necesitan un mayor número de cambios de productos. Si queremos investigar con mayor detenimiento cuándo es mejor agregar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los requisitos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los robots colaborativos
Los cobots pueden realizar prácticamente los mismos procesos que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para trabajos de paletizado, movimiento componentes o de picking que agregan si es necesario inteligencia Artificial. Otros factores a valorar como el alcance del brazo para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, perfectamente pueden ser aspectos trascendentales para decantar la balanza en favor de una u otra aplicación. También debemos de prestar importancia al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de si la velocidad puede ser un factor determinante.
Existe una tecnología que está ayudando a las PYMES a alcanzar sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. Las posibilidades que ofrece hoy en día el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para mejorar las producciones. La gestión de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, es posible gracias a la recopilación de datos en un PC y una toma a Ethernet. Por todos los aspectos indicados, los cobots se están volviendo muy populares porque son más fáciles de integrar con muchos de las mismas capacidades que disponen los robots industriales, pero más baratos en muchos sentidos para todas las empresas de fabricación, independientemente de tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los robots industriales son pesados, se ubican sobre bases estables y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las producciones de alta velocidad. Estas características tan potentes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de montaje.
Además, requieren de jaulas de seguridad para preservar la integridad de los operarios, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los robots colaborativos ofrecen a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar tareas repetitivas de pequeñas y grandes series con unos costos muy inferiores al de los robots tradicionales. Por lo general, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € podemos encontrar cobots de mediana carga que tendrán un retorno del dinero invertido que por lo general suele rondar el año.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es 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 factores señalados hasta el momento dictaminará si tenemos que comprar un robot tradicional o un colaborativo. Si existen robots que han quedado en desuso y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, la primera opción se centrará en buscar la forma de adaptarlos. Hay que recordar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos precisa de la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación precisa de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a los operarios a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los cobots respecto a los robots industriales.
La implementación en los cobots de pantallas táctiles 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 robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso la gran mayoría de los cobots permiten la programación de los equipos manualmente. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el trabajador mueve el cobot con la mano. El cobot aprende la ruta a seguir para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Es cierto que son seguros los robots colaborativos?
Los robots colaborativos llevan integrados sistemas de seguridad, pero por ello no significa que sean totalmente seguros. Disponen de una fuerza limitada para que puedan operar 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 escáneres de área o velocidades de operación más bajas. Al instalar un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. El costo inicial a la hora de comprar cobots es mucho menor en comparación con la de los robots tradicionales y tienen un tamaño pequeño 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 Badajoz o Cáceres por poner un ejemplo.
Elegir y colocar productos de manera automática
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos mover piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Tradicionalmente, los artículos de bajo volumen eran fabricados por los operarios, mientras que los lotes de alto volumen necesitan de una automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente útiles en industrias como la logística.
Abastecimiento de máquinas CNC
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se utilizan los cobots. Su facilidad de programación permite que los operadores de los CNC programen y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para realizar otras tareas o dirigir varias máquinas al mismo tiempo, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los cobots para ampliar sus prestaciones. Principalmente se utilizan para el envío de materias primas a máquinas automáticas.
Embalaje y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los cobots es en procesos de pick & place de piezas. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de un alcance de brazo mayor. En estos procesos destacan todas las tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen conllevar la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los equipos de visión en 3D a menudo se combinan con cobots para mejorar la calidad del producto. Existen otras soluciones que necesitan que el brazo robótico trace unas rutas uniformes como ocurre en las operaciones de soldadura o de dispensación. Para lograrlo, frecuentemente se utilizan software de simulación para esta aplicación y se integra a la perfección la programación fuera de línea con generación de código para lograr movimientos más rápidos y reducir el índice de errores.
Mejora de la calidad de las piezas con supervisión robótica
Las cámaras de visión que se incorporan a los brazos robóticos pueden hacer que la inspección de calidad de las piezas sea eficiente. Colocar un sistema de visión sobre un robot industrial puede favorecer en el cambio rápido de productos. La integración de los brazos robóticos aumentará a medida que se transformen en una máquina más en sectores como el del sector servicios y los manufactureros. Es evidente que la incorporación de los robots colaborativos, y más concretamente la llegada de la colaboración entre humanos y robots colaborativos, está logrando reducir los costos de fabricación y aumentar la productividad.