Si hablamos de automatizar un proceso productivo, debemos de elegir la máquina robótica en función de las particularidades de la aplicación como puede ser la velocidad, el espacio requerido, y si es imprescindible que se dé una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Parece que es muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo la realidad es que los conceptos se confunden entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada proyecto.
Al referirnos a la optimización de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que aumenten en demasía las contrataciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada del éxito que están viviendo los brazos robóticos en diferentes sectores manufactureros, según un análisis hecho antes de la irrupción del coronavirus de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los cobots será de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados a nivel global con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para producir con series más largas de componentes que requieren de escasos cambios en las producciones, sin embargo los robots colaborativos se ajustan con gran sencillez a las series cortas de producción que requieren un mayor número de cambios de productos.
Si deseamos analizar en profundidad por qué es más adecuado integrar un cobot debemos de estudiar en la potencia de carga que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del trabajo. Cabe señalar que el grado de repetitividad que disponen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas son realmente parecidos.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente los mismos procesos que los robots tradicionales gracias a que se están creando un potente ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para trabajos de soldadura, movimiento piezas o de pick & place que incluyen si es necesario IA. Otros aspectos a tener en cuenta como el alcance del brazo para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, pueden ser determinantes a la hora de seleccionar un cobot o un robot industrial. También necesitamos prestar atención al tipo de programación, si requiere o no de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de los tiempos de ciclo.
Hay una tecnología que favorece a las compañías lograr sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. La gran capacidad que posé la inteligencia artificial permite también a las pequeñas empresas aumentar su capacidad productiva. La monitorización de los entornos de las fabricaciones y su optimización automatizada, es factible gracias a la recopilación de datos en un ordenador y una simple vía a Ethernet.
Por todos los hechos anteriormente mencionados, los cobots se están volviendo muy populares porque son más fáciles de implementar con prácticamente las mismas características que tienen los robots industriales, pero más baratos en diferentes aspectos para las empresas industriales, independientemente de tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los brazos robóticos tradicionales son fuertes, se instalan sobre bases fijas y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. 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 necesitan de vallados de seguridad para velar por la integridad de los trabajadores, requieren de operarios formados en programación e inversiones que con gran facilidad superan los cien mil euros en función de la tecnología que integran. Los pequeños robots ofrecen a las PYMES la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos menores que el de los robots industriales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de hasta 5 kg 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 estudio de los detalles detectados hasta el momento dictaminará si debemos que comprar un brazo robótico 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 en la última década se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las empresas a mejorar su competitividad. La automatización de los procesos repetitivos precisa de la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación implica la necesidad de realizar una estrategia de formación que acompañe a los trabajadores a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La incorporación en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas ayuda a que los trabajadores sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos que se muestran la HMI mueven el robot a los puntos de referencia deseados. Además muchos de los robots colaborativos permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el programador guía el brazo cobot con manualmente. El cobot aprende la ruta a seguir para después repetir el programa de manera automática.
¿Son seguros los robots colaborativos?
Los robots colaborativos disponen de sistemas de seguridad, pero no significa que sean 100% seguros. Tienen una fuerza limitada para que puedan operar sin vallados de seguridad, pero únicamente después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de zona o reductores de velocidad. Al instalar un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares industriales. El costo inicial a la hora de comprar un robot colaborativo es mucho menor si lo comparamos con la de los robots tradicionales 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 cobots en Cantabria o en La Rioja por citar unos ejemplos.
¿Dónde se usan los robots colaborativos?
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos de coger y dejar componentes y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son procesos continuos llevados a cabo tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Históricamente, los procesos de bajo volumen eran fabricados de la mano de las personas, mientras que las series largas de piezas necesitan 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 industrias como la fabricación.
Carga y descarga de máquinas automáticas
El abastecimiento de centros de mecanizado es {una de las soluciones en las que más se emplean los la segunda aplicación a la que más cobots se destinan. Su facilidad de programación permite que los operarios de los CNC configuren y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para realizar otros procesos o dirigir varias máquinas a la vez, lo que aumenta el rendimiento de la producción. Actualmente los robots AGV están trabajando con éxito con los cobots con el fin de aumentar sus capacidades. Sobre todo se emplean en el envío de piezas a centros de mecanizado.
Embalaje y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo los robots colaborativos es en aplicaciones de carga y descarga de materiales. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se necesita de una manipulación con mayor carga útil. Entre estas aplicaciones sobresalen las tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de realizar el envío. Estas tareas suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas piezas que se adaptan perfectamente a las particularidades de los robots colaborativos. Los sistemas de visión en 3D con frecuencia se combinan con cobots para optimizar el proceso de control de calidad.
Hay otras soluciones que requieren que el robot colaborativo realice unas trayectorias continuas como sucede en las operaciones de soldadura o de encolado. Para conseguirlo, habitualmente se utilizan software de simulación para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener movimientos más rápidos y disminuir la cantidad de errores.
Cobots para la inspección de calidad automática
La visión en 3D que se incorporan a los robots son capaces de lograr que el control de los componentes sea eficiente. Montar un sistema de visión sobre un robot colaborativo puede favorecer en el cambio rápido de productos. La integración de los brazos robóticos aumentará aún más que se conviertan en una herramienta más en sectores como el de la medicina y el retail. No cabe duda que automatizar por medio de la robótica industrial, y sobre todo la consecución de la colaboración entre operarios y robots colaborativos, está permitir disminuir los costos de producción e incrementar la productividad.