Si hablamos de automatizar un proceso productivo, debemos de elegir la máquina robótica a tenor de las características de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio necesario y si es imprescindible que exista una colaboración entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada sin embargo a decir verdad, las líneas se difuminan entre sí en función de las dificultades de cada proyecto.
Cuando hablamos de la optimización de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de trabajadores.
Con el fin de hacernos una idea aproximada del crecimiento que están teniendo los robots colaborativos en la industria, según un estudio hecho previo a la pandemia de la Federación Internacional de Robótica, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados en el mundo con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para producir con series más largas de piezas que requieren de escasos cambios de formatos, en cambio los cobots se ajustan con mayor facilidad a las series cortas de producción que necesitan un mayor número de cambios de modelos. Si pretendemos analizar con más precisión cuándo es mejor integrar un robot colaborativo debemos de estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la aplicación y los protocolos de seguridad del trabajo. Cabe señalar que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son muy similares.
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente los mismos trabajos que los robots industriales gracias a que se están creando un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que proporcionan softwares especializados para trabajos de soldadura, manipulación componentes o de picking que incluyen si es necesario inteligencia Artificial. Otros aspectos a valorar como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son perfectamente factores importantes para decidirse en favor de una u otra aplicación. A su vez debemos de prestar atención al tipo de programación, si requiere o no de mucha flexibilidad ante los cambios de formatos o detectar la importancia de la cadencia.
Hay una tecnología que está ayudando a las compañías a alcanzar sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. Las posibilidades que ofrece hoy en día la inteligencia artificial ayuda a las PYMES aumentar sus fabricaciones. El control de los entornos productivos y sus correspondientes ajustes automáticos, se debe gracias a la recopilación de datos en un PC y una toma a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de integrar con prácticamente los mismos beneficios que tienen los robots tradicionales, pero más baratos en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin importar el sector al que se dediquen.
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Los robots tradicionales son robustos, están montados en puestos estables y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones de largas series. Estas particularidades tan importantes para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos. Además, necesitan de celdas de seguridad para preservar la seguridad 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 robots colaborativos garantizan a las compañías pequeñas la opción de automatizar trabajos repetitivos de lotes reducidos con unos costos menores que el de los robots tradicionales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € podemos encontrar robots colaborativos de hasta 5 kg que generarán un ROI que será inferior al año.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, lo primero que analizan es el proceso que se va a realizar y el plazo para obtener el ROI. El análisis de los detalles señalados anteriormente dictaminará si tenemos que comprar un brazo robótico industrial o cobot. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, en primer lugar intentaremos buscar la forma de integrarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está ayudando a las compañías a mejorar su competitividad. La automatización de los procesos repetitivos precisa de la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación requiere de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a los operarios a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos gustaría resumir los principales beneficios de los robots colaborativos.
La incorporación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy intuitivas permite que las personas sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos que se muestran la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso muchos de los cobots permiten la programación de los equipos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el operador mueve el robot colaborativo con la mano. El cobot aprende las coordenadas a realizar para seguido repetir el programa de manera automática.
¿Son seguros los robots colaborativos?
Los cobots disponen de sistemas de seguridad pero no quiere decir que sean totalmente seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan funcionar sin barreras de seguridad, pero solo después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar 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 operación más bajas. Si elegimos un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares de la industria. La inversión inicial al comprar un robot colaborativo es inferior si lo comparamos con la de los robots tradicionales y tienen un consumo de energía mucho menor. En Automatización PRO trabajamos en toda España y Portugal por lo que si deseas información para comprar un cobot en el País Vasco o comprar un cobot en Andalucía, por poner un ejemplo, te atenderemos encantados.
¿Para qué sirven los cobots?
Algunas de las aplicaciones en donde más se emplean es en los procesos mover piezas y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por operarios como por robots colaborativos. Históricamente, los procesos de bajo volumen eran desarrollados por los trabajadores, mientras que las series largas de piezas requieren de una automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en industrias como la manufactura.
Carga y descarga de máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas CNC es {uno de los procesos en los que más se emplean los el segundo proceso al que más robots colaborativos se utilizan. Su facilidad de programación permite que los trabajadores de los centros de mecanizado programen y ejecuten rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para llevar a cabo otros procesos o llevar varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los robots colaborativos con el fin de ampliar sus capacidades. Principalmente se usan para el transporte de materias primas a máquinas automáticas.
Picking de los pedidos y células de paletizado
Entre las aplicaciones en donde mayor aceptación están teniendo los cobots es en aplicaciones de pick & place de componentes. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se requiere de un alcance de brazo mayor.
Entre estas aplicaciones destacan todas aquellas tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el armado de cajas antes de realizar el envío. Estos procesos suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas cargas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial con frecuencia se combinan con robots colaborativos para mejorar la calidad del producto. Existen otras aplicaciones que precisan que el robot trace unas rutas uniformes como sucede en las operaciones de soldadura o de dispensación. La mayoría de las veces se emplean softwares para esta aplicación y se mejoran por medio de programación outline con simulación para lograr ciclos más rápidos y disminuir la cantidad de errores.
Robots colaborativos para la inspección de calidad automática
Las cámaras de visión que se utilizan a los brazos robóticos pueden lograr que el control de los componentes sea sencillo. Colocar una cámara de alta resolución sobre un robot colaborativo puede ser de ayuda en el cambio de un producto a otro.
La llegada de los cobots crecerá aún más que se conviertan en una herramienta más en industrias como el de los laboratorios y el retail. Es evidente que la incorporación de los robots, y más concretamente la consecución de la colaboración entre trabajadores y sistemas robóticos, está logrando reducir los costos de fabricación e incrementar la productividad.