Si hablamos de automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir el robot a tenor de las características del proceso como puede ser la velocidad, el espacio necesario, y si es necesario que se de una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada pero la realidad es que los conceptos se confunden entre sí en función de las particularidades de cada proyecto.
Al referirnos a la optimización de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de la tecnología que disponemos a nuestro alcance para dar respuesta al aumento de los pedidos sin que aumenten en exceso las nuevas incorporaciones de personal. Con el fin de hacernos una idea aproximada de la gran aceptación que tienen los cobots en diferentes sectores manufactureros, según un estudio realizado previo a la pandemia de IFR.org, el mercado de los cobots será de un 30% en 2027 del total 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 robots industriales han sido creados para producir con series más largas de piezas que precisan de pocos cambios de formatos, mientras que los cobots se ajustan con mayor facilidad a las series cortas de producción que necesitan un mayor número de cambios de productos. Si deseamos estudiar en profundidad cuándo es más adecuado integrar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la potencia de carga que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del trabajo. Cabe señalar que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas aplicaciones que los robots tradicionales gracias a que se están creando un potente ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación piezas o de pick & place que incluyen si lo requiere IA. Otros aspectos a valorar como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son perfectamente aspectos trascendentales para decidirse en favor de un tipo de robot. Del mismo modo debemos de prestar importancia al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de la cadencia.
Las PYMES disponen a su alcance de herramientas que les ayudan a alcanzar sus objetivos. Las posibilidades que ofrece actualmente el Deep Learning ayuda a las PYMES beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La monitorización de los entornos de las fabricaciones y sus correspondientes ajustes automáticos, es factible gracias a la obtención de datos en un PC y una toma a Ethernet. Es por ello que los cobots han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de implementar con muchos de los mismos beneficios que tienen los robots tradicionales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin importar el número de empleados que disponga.
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Los robots tradicionales son robustos, se instalan sobre bases fijas y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones de alta velocidad. Dichas capacidades tan importantes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios. Además, requieren de vallados de seguridad para garantizar la seguridad de los trabajadores, requieren de expertos en programación e inversiones que con gran facilidad superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los robots colaborativos garantizan a las PYMES la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costos menores que el de los robots tradicionales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € podemos encontrar robots colaborativos de hasta 5 kg que generarán un retorno de la inversión que será inferior al año.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de automatización, lo primero que analizan es el proceso en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El estudio de todos los aspectos señalados anteriormente dictaminará si tenemos de adquirir un brazo robótico tradicional o un colaborativo. Si existen robots que han quedado en desuso y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, la primera opción se centrará en buscar la forma de adaptarlos. Hay que recordar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas precisa de la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este cambio requiere de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de capacitación que acompañe a las personas a implicarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación se muestran los principales beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La incorporación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos que se muestran la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso gran parte de los cobots permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que simplemente el operario guía el brazo cobot con la mano. El robot colaborativo memoriza las coordenadas a seguir para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Son seguros los robots colaborativos?
Los cobots disponen de equipos de seguridad, pero no quiere decir que sean totalmente seguros. Disponen de una potencia limitada para que puedan funcionar sin barreras de seguridad, pero únicamente después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de zona o reductores de velocidad. Si elegimos un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares de la industria. La inversión inicial al comprar un robot colaborativo es mucho menor si lo comparamos con los robots industriales y tienen un tamaño reducido para minimizar las necesidades 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 Huelva o en Lugo por poner un ejemplo.
Aplicaciones de pick & place con cobots
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos transportar piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, los artículos de bajo volumen eran desarrollados de la mano de los operarios, sin embargo las series largas de piezas necesitan de una automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos robots son especialmente eficaces en procesos como la fabricación.
Carga y descarga de máquinas de control numérico
El abastecimiento de CNC es {uno de los procesos en los que más se utilizan los robots colaborativos. Su facilidad de programación permite que los trabajadores de los centros de mecanizado configuren y ejecuten rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para llevar a cabo otras tareas o llevar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los robots colaborativos con el fin de ampliar sus capacidades. Sobre todo se utilizan para el envío de piezas a máquinas de control numérico.
Envasado y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo este tipo de robots es en procesos de pick & place de piezas. Estos robots no son tan rápidos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se requiere de una manipulación con mayor peso. En todas estas soluciones destacan todas aquellas tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estos procesos suelen dedicarse a el transporte de pequeñas piezas que se adaptan de manera adecuada a las características de los cobots. Los equipos de visión artificial a menudo se integran en robots colaborativos para mejorar la calidad del producto.
Existen otras aplicaciones que requieren que el robot colaborativo trace unas trayectorias fijas como sucede en las soldaduras robotizadas o de dispensación. La mayoría de las veces se utilizan simuladores para esta aplicación y se integra a la perfección la programación fuera de línea con simulación para lograr movimientos más rápidos y reducir el número de errores.
Mejora de la calidad de las piezas con supervisión robótica
La visión en 3D que se incorporan a los robots colaborativos son capaces de lograr que la inspección de calidad de las piezas sea fácil. Montar una cámara de alta resolución sobre un robot colaborativo puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de lotes de piezas. La llegada de los robots aumentará a medida que se vean como una máquina más en sectores como el de los laboratorios y el logístico. No cabe duda que automatizar por medio de la robótica industrial, y sobre todo la llegada de la colaboración entre trabajadores y cobots, está logrando disminuir el precio de fabricación e incrementar la productividad.