Al hablar de automatizar un proceso productivo, necesitamos seleccionar el robot en función de las características de la aplicación como puede ser la velocidad, el espacio requerido, y si es necesario que se dé una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada pero la realidad es que los conceptos se difuminan entre sí en función de las características de cada proyecto.
Cuando hablamos de la mejora de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que disponemos a nuestro alcance para dar respuesta al incremento de las producciones sin que aumenten en exceso las contrataciones de trabajadores. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que viven los robots colaborativos en las empresas, 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 cómputo global 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 robots industriales han sido creados para producir con producciones más largas de componentes que requieren de escasos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se adaptan con mayor facilidad a las series cortas de producción que necesitan gran cantidad de cambios de modelos.
Si queremos estudiar con mayor precisión cuándo es mejor integrar un cobot podemos empezar con fijarnos en la potencia de carga que requiere la muñeca y los requisitos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que ofrecen los proveedores para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo 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 paletizado, movimiento piezas o de pick & place que agregan si lo requiere IA. Otros factores a valorar como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son perfectamente aspectos importantes para decantar la balanza en favor de un cobot o un robot industrial. También necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de los tiempos de ciclo.
Hay una tecnología que está ayudando a las compañías lograr sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. La gran capacidad que posé la IA ayuda a las PYMES aumentar su capacidad productiva. La monitorización de los entornos productivos y su optimización automatizada, es viable gracias a la obtención de la información en un ordenador y una toma a Ethernet. Es por ello que los cobots han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de implementar con muchos de las mismas capacidades que tienen los robots industriales, solo que menos costosos en muchos sentidos para las empresas industriales, sin importar tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los brazos robóticos tradicionales son pesados, se sitúan sobre bases fijas y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las producciones de largas series. Dichas particularidades tan potentes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
Además, requieren de celdas de seguridad para velar por la integridad de los operarios, necesitan de personal con conocimientos avanzados en programación y potentes inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los pequeños robots ofrecen a las pequeñas empresas la posibilidad de automatizar trabajos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos menores que el de los robots industriales. Por lo general, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestra disposición cobots de hasta 5 kg que tendrán un retorno de la inversión que por lo general suele rondar el año.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de automatización, lo primero que analizan es la aplicación que se va a realizar y el plazo para obtener el ROI. El estudio de los detalles detectados anteriormente determinará si debemos que comprar un brazo robótico tradicional o un colaborativo. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, en primer lugar intentaremos buscar la forma de adaptarlos.
Hay que recordar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las compañías a mejorar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos requiere de la incorporación de personas con nuevas capacidades. Esta revolución industrial precisa de la necesidad de llevar a cabo una estategia de capacitación que acompañe a las personas a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales
La integración en los cobots de pantallas táctiles muy sencillas permite que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres de la HMI desplazan el robot a los puntos de referencia indicados. Además, gran parte de los cobots permiten la configuración de los equipos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el operario guía el robot colaborativo con la mano. El cobot aprende la trayectoria a seguir para después repetir el programa de manera automatizada.
¿Cómo es la seguridad de un cobot?
Los cobots disponen de sistemas de seguridad pero no quiere decir que sean 100% seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan operar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la integración de sistemas 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 industriales. La inversión inicial a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor si lo comparamos con los robots industriales y tienen un consumo de energía muy bajo. 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 Jaén o en Córdoba por citar un ejemplo.
Coger y dejar materiales con sistemas automáticos
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos mover productos y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, las series con lotes cortos eran desarrollados por los trabajadores, mientras que los lotes de alto volumen precisan de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los cobots son especialmente eficaces en procesos como el embalaje.
Carga de máquinas CNC
El abastecimiento de centros de mecanizado es {uno de los procesos en los que más se utilizan los cobots. Al ser muy sencillos de configurar ayuda a los trabajadores de los CNC configuren y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para realizar otras tareas o llevar varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente los robots AGV están trabajando con éxito con los robots colaborativos para mejorar sus capacidades. Sobre todo se utilizan para el envío de materias primas a máquinas de control numérico.
Picking de los pedidos y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo los robots colaborativos es en soluciones de pick & place de productos. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se necesita de un alcance de brazo mayor. Entre dichas soluciones destacan todas aquellas tareas que al ser series largas son susceptibles de ser automatizadas, como el armado de cajas antes de realizar el envío. Estas tareas suelen necesitar la manipulación de pequeñas piezas que se adaptan de manera adecuada a las características de los robots colaborativos. Los sistemas de visión en 3D a menudo se combinan con robots colaborativos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras soluciones que necesitan que el brazo robótico trace unas rutas continuas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. Para lograrlo, habitualmente se utilizan simuladores para esta aplicación y se integra a la perfección la programación fuera de línea con generación de código para obtener ciclos más rápidos y reducir el índice de fallos.
Control de calidad de los procesos con cobots.
La visión en 3D que se incorporan a los brazos robóticos pueden lograr que la inspección de calidad de los componentes sea eficaz. Agregar una cámara sobre un robot colaborativo puede favorecer en el cambio de un producto a otro. La llegada de los cobots aumentará aún más que se transformen en una máquina más en industrias como el de la medicina y el logístico. Es una realidad que la incorporación de los robots, y especialmente la llegada de la colaboración entre humanos y robots colaborativos, está permitir reducir los costos de fabricación e incrementar la productividad.