Cuando nos referimos a automatizar un proceso, debemos de elegir la máquina automática a tenor de las particularidades del proceso como puede ser la velocidad, el espacio requerido, y si es preciso que se dé una cooperación entre un trabajador y un robot la colaboración humano robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy fácil tomar una solución generalizada pero la realidad es que las líneas se difuminan entre sí a medida que vamos sumando las características de cada proyecto.
Cuando hablamos de la mejora de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de las capacidades que tenemos para hacer frente al aumento de los pedidos sin que aumenten en demasía las nuevas incorporaciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada del éxito que están viviendo los cobots en diferentes sectores manufactureros, según un informe hecho previo a prepandemia de IFR.org, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados a nivel global con un importe que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido diseñados para poder trabajar con series más largas de piezas que requieren 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 modelos. Si queremos investigar con más detenimiento por qué es mejor integrar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la potencia de carga que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que disponen los proveedores para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente las mismas tareas que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que diseñan softwares especializados para trabajos de paletizado, movimiento componentes o de picking que agregan si lo requiere inteligencia Artificial. Otros aspectos a tener en cuenta como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son perfectamente aspectos trascendentales para decantar la balanza en favor de un robot colaborativo o un robot industrial. También necesitamos 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 PYMES necesitan mejorar las fabricaciones, reducir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir el coste de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día la inteligencia artificial ayuda a las PYMES optimizar sus producciones. La gestión de los entornos de las fabricaciones y sus correspondientes ajustes automáticos, se debe gracias a la obtención de datos en un ordenador y una simple vía a Ethernet.
Por todos los hechos señalados, los robots colaborativos se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de integrar con muchos de las mismas capacidades que aportan los robots industriales, solo que menos costosos en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin importar el número de empleados que tenga.
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Los robots industriales son fuertes, se ubican sobre bases estables y están diseñados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones de gran volumen. Dichas características tan avanzadas para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de fabricación. Además, precisan de jaulas de seguridad para velar por la integridad de los operarios, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación y potentes inversiones que superan los cien mil euros en función de los equipos periféricos.
Los pequeños robots garantizan a las PYMES la opción de automatizar tareas repetitivas de lotes reducidos con unos costos muy inferiores que el de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros podemos adquirir cobots de mediana carga que generarán un retorno de la inversión que será inferior al año.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de robótica, en primer lugar estudian el proceso en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El estudio de todos los aspectos señalados anteriormente dictaminará si tenemos que comprar un brazo robótico tradicional o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición 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 el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está ayudando a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. El cambio de modelo productivo precisa de la incorporación de operarios con nuevos conocimientos. Este cambio requiere de la necesidad de llevar a cabo un plan de capacitación que acompañe a las personas a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación nos gustaría recalcar algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La integración en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy intuitivas permite que los operarios sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI desplazan el brazo robótico a los puntos de referencia establecidos. Incluso la gran mayoría de los cobots permiten la configuración de los equipos de manera manual. Otro método de programación es la programación manual, en el que únicamente el programador mueve el robot colaborativo con la mano. El cobot aprende la trayectoria a seguir para después repetir el programa de manera automatizada.
¿Es cierto que son seguros los robots colaborativos?
Los cobots llevan integrados equipos de seguridad pero no significa que sean totalmente confiables. Tienen una potencia limitada para que puedan operar sin protecciones de seguridad, pero solo después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la incorporación de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de área o velocidades de trabajo más bajas. Si elegimos un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots sean conformes con los estándares industriales. La inversión inicial al comprar un cobot es muy pequeña si lo comparamos con la de los brazos robóticos al no tener que necesitar vallados de seguridad y a su vez tienen un consumo de energía que ronda los 1000 watios, mucho menor que sus hermanos mayores. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya estés ubicado en Galicia o si deseas comprar un cobot en la Comunidad Valenciana o comprar un cobot en Andalucía, por poner un ejemplo.
Elegir y colocar piezas de manera automática
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por operarios como por robots colaborativos. Históricamente, las series con lotes cortos eran desarrollados de la mano de los operarios, sin embargo las series largas de piezas requieren de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en industrias como el embalaje.
Carga y descarga de máquinas automáticas
El abastecimiento de máquinas CNC es {una de las soluciones en las que más se emplean los cobots. Al ser muy sencillos de configurar ayuda a los operadores de los centros de mecanizado configuren y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para desempeñar otras tareas o controlar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los cobots con el fin de aumentar sus capacidades. Principalmente se dedican al envío de piezas a máquinas automáticas.
Picking de los pedidos y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de piezas. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de un alcance máximo mayor. Entre todas estas soluciones destacan todas las tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el armado de cajas antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen dedicarse a el transporte de pequeñas piezas que se adaptan perfectamente a las características de los cobots. Los sistemas de visión artificial a menudo se combinan con robots colaborativos para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras soluciones que necesitan que el robot trace unas rutas fijas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. La mayoría de las veces se utilizan simuladores para estos procesos 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 cobots
Las cámaras de visión que se utilizan a los robots colaborativos pueden hacer que la inspección de calidad de los componentes sea eficiente. Montar una cámara sobre un brazo robótico puede ayudar en el cambio rápido de productos. La adopción de los robots crecerá aún más que se conviertan en una herramienta más en sectores como el de los laboratorios y el retail. Es evidente que la incorporación de la robótica colaborativa, y sobre todo la consecución de la colaboración entre trabajadores y robots, está permitir disminuir el precio de fabricación y aumentar la productividad.