Cuando nos referimos a automatizar un proceso, debemos de seleccionar el equipo en función de las particularidades de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo precise. Parece que es muy fácil tomar una solución generalizada pero la realidad es que los conceptos se difuminan entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada proyecto.
Al buscar la optimización de los procesos productivos 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 aumenten en demasía las nuevas incorporaciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que viven los robots colaborativos en la industria, según un análisis realizado antes de la irrupción del coronavirus 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 importe que rondará los 5 billones de dólares.
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para producir con series más largas de componentes que necesitan de pocos cambios de formatos, en cambio los robots colaborativos se ajustan con gran facilidad a las series cortas de fabricación que requieren un mayor número de cambios de modelos.
Si deseamos estudiar en profundidad por qué es más adecuado integrar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que necesita la muñeca y los protocolos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente los mismos trabajos que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que proporcionan softwares especializados para trabajos de soldadura, movimiento componentes o de picking que agregan si lo requiere IA.
Otros aspectos a valorar 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 elegir una u otra aplicación. A su vez necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si precisa de mucha flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de la velocidad. Las empresas tienen a su alcance de herramientas que les ayudan a alcanzar sus objetivos. La gran capacidad que tiene el Deep Learning ayuda a las PYMES beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La gestión de los entornos de las fabricaciones y su optimización automatizada, es factible gracias a la recopilación de la información en un PC y una simple vía a Ethernet.
Por todos los argumentos indicados, los cobots han cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de instalar con prácticamente los mismos beneficios que disponen los robots industriales, solo que menos costosos en muchos sentidos para las empresas industriales, independientemente de tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los robots tradicionales son fuertes, están montados en puestos estables y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las producciones de largas series. Dichas capacidades tan importantes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los nuevos procesos. Además, precisan de vallados de seguridad para preservar la seguridad de los operarios, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación y potentes inversiones que superan los 100.000 € en función de los accesorios.
Los pequeños robots garantizan a las pequeñas empresas la opción de automatizar trabajos repetitivos de lotes reducidos con unos costos muy inferiores al de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € tenemos a nuestra disposición robots colaborativos de mediana carga que tendrán un ROI que será inferior al año.
Cuando las compañías de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El análisis de los detalles señalados anteriormente determinará si debemos de adquirir un brazo robótico industrial o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar el modo de integrarlos.
Hay que recordar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos requiere de la incorporación de personas con nuevas capacidades. Este cambio precisa de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de formación que acompañe a los trabajadores a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación queremos resumir algunos de los beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La integración en los cobots de interfaces muy sencillas ayuda a que los trabajadores sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos que se muestran la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia indicados. Además muchos de los cobots permiten la programación de los procesos manualmente. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que únicamente el operario guía el robot colaborativo con la mano. El cobot memoriza la ruta a realizar para seguido repetir el programa de manera autónoma.
¿Es cierto que son seguros los robots colaborativos?
Los robots colaborativos llevan integrados sistemas de seguridad pero no significa que sean totalmente confiables. Disponen de una potencia limitada para que puedan funcionar sin barreras de seguridad, pero solo 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 sistemas de seguridad adicionales como escáneres de zona o velocidades de trabajo más bajas. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los robots cumplan con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar un robot colaborativo es mucho menor si lo comparamos con la de los robots tradicionales y necesitan de un espacio reducido para su integración. 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 Ciudad Real o en Cádiz por citar algunas ciudades.
Procesos de pick & place con cobots
Algunas de las soluciones en donde más se utilizan es en los procesos pick & place y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series con lotes cortos eran desarrollados por las personas, y en cambio 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 el embalaje.
Carga de máquinas CNC
El abastecimiento de centros de mecanizado es {una de las soluciones en las que más se utilizan los robots colaborativos. Su facilidad de programación permite que los operarios de los CNC programen y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para realizar otras tareas o encargarse de varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los cobots para aumentar sus prestaciones. Sobre todo se utilizan para el envío de materias primas a máquinas automáticas.
Envasado y paletizado de los productos
Entre las aplicaciones en donde mayor grado de integración están adquiriendo los cobots es en aplicaciones de carga y descarga de componentes. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se requiere de un alcance máximo mayor. Entre estos procesos destacan todas las tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de enviar el pedido. Estos procesos suelen necesitar el transporte de pequeñas piezas que se ajustan de manera adecuada a las características de los cobots. Los sistemas de visión en 3D a menudo se integran en robots colaborativos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras soluciones que requieren que el cobot realice unas rutas fijas como sucede en las operaciones de soldadura o de encolado. En muchas ocasiones se utilizan simuladores para estos procesos y se mejoran por medio de programación fuera de línea con simulación para obtener ciclos más rápidos y reducir el índice de fallos.
Robots colaborativos para la inspección de calidad robotizado
La visión en 3D que se añaden a los brazos robóticos pueden lograr que la inspección de calidad de los componentes sea eficaz. Colocar una cámara sobre un brazo robótico puede ser de ayuda en el cambio de un producto a otro. La integración de los brazos robóticos crecerá a medida que se vean como un elemento común en sectores como el de la medicina y el retail. Es un hecho que la incorporación de la robótica industrial, y en concreto la consecución de la colaboración entre humanos y sistemas robóticos, está permitir reducir el precio de fabricación e incrementar la productividad.