Si hablamos de automatizar un proceso productivo, debemos de seleccionar el equipo en función de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy fácil tomar una solución generalizada, pero a decir verdad, las líneas se mezclan entre sí en función de las dificultades de cada nuevo proceso.
Al referirnos a la optimización de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible para dar respuesta al aumento de los pedidos sin que se incrementen en exceso las contrataciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que viven los brazos robóticos en la industria, según un informe realizado previo a la pandemia de IFR.org, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados a nivel global con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para poder trabajar con series más largas de piezas que precisan de pocos cambios de formatos, en cambio los robots colaborativos se adaptan con mayor sencillez a las series cortas de fabricación que requieren un mayor número de cambios de productos. Si pretendemos analizar con más precisión por qué es más adecuado integrar un cobot podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que necesita la muñeca y los requisitos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetición que disponen los proveedores para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos procesos que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de proveedores que diseñan softwares especializados para trabajos de soldadura, movimiento componentes o de pick & place que incluyen si lo requiere IA. Otros aspectos a valorar como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son factores importantes a la hora de elegir un cobot o un robot industrial. A su vez necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante el número de productos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Existe una tecnología que favorece a las empresas lograr sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. Las posibilidades que ofrece actualmente la inteligencia artificial permiten también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La gestión de los entornos productivos y la mejora de los mismos, es factible gracias a la recopilación de la información en un ordenador y una conexión a Ethernet. Por todos los hechos indicados, la robótica colaborativa se está volviendo muy populares porque son más fáciles de integrar con prácticamente los mismos beneficios que aportan los robots industriales, solo que menos costosos en muchos sentidos para las empresas industriales, sin tener en cuenta el número de trabajadores que disponga.
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Los robots tradicionales son pesados, se ubican sobre bases estables y están diseñados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Estas particularidades tan avanzadas para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de fabricación.
Hay que tener en cuenta que requieren de jaulas de seguridad para preservar la integridad de los operarios, necesitan de operarios formados en en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los robots colaborativos ofrecen a las PYMES la opción de automatizar trabajos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costes menores al de los robots industriales. Por lo general, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € tenemos a nuestro alcance cobots de hasta 5 kg que tendrán un retorno del dinero invertido que por lo general suele rondar el año.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, en primer lugar estudian la aplicación que se va a realizar y el tiempo del ROI. El análisis de todos los factores señalados anteriormente determinará si tenemos que comprar un robot tradicional o un colaborativo. Si existen brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, en primer lugar intentaremos buscar el modo de adaptarlos. Cabe señalar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está ayudando a las empresas a aumentar su competitividad. La automatización de los procesos repetitivos conlleva la incorporación de operarios con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial implica la necesidad de llevar a cabo un plan de capacitación que acompañe a las personas a implicarse a las nuevas aplicaciones.
Beneficios de los cobots respecto a los robots industriales
La integración en los robots colaborativos de interfaces muy sencillas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Además muchos de los cobots permiten la configuración de los equipos de manera manual. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el programador mueve el el brazo robótico con manualmente. El cobot aprende las coordenadas a seguir para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Son confiables los robots colaborativos?
Los cobots disponen de equipos de seguridad, pero no significa que sean 100% seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan funcionar sin barreras de seguridad, pero únicamente después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la integración de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de zona o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares industriales. El precio inicial a la hora de comprar un cobot es mucho menor si lo comparamos con la de los brazos robóticos y necesitan de muy poco espacio para su colocación. 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 Zamora o en Soria por poner un ejemplo.
Elegir y colocar piezas de manera automatizada
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos mover piezas y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Hasta la fecha, los procesos de bajo volumen eran hechos de la mano de los operarios, y en cambio las series largas de piezas requieren de una automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en industrias como el embalaje.
Carga y descarga de máquinas CNC
El abastecimiento de centros de mecanizado es {uno de los procesos en los que más se emplean los la segunda aplicación a la que más cobots se destinan. Al ser muy fáciles de programar ayuda a los operadores de los centros de mecanizado programen y produzcan rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para desempeñar otras tareas o controlar varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los cobots para ampliar sus prestaciones. Principalmente se emplean en el transporte de materiales a máquinas CNC.
Embalaje y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo este tipo de robots es en soluciones de pick & place de materiales. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de una manipulación con mayor peso. En estos procesos sobresalen todas las tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen necesitar la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial a menudo se integran en los brazos robóticos para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras aplicaciones que necesitan que el robot colaborativo trace unas rutas fijas como sucede en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se emplean simuladores para estos procesos y se mejoran por medio de programación outline con simulación para obtener ciclos más rápidos y disminuir la cantidad de errores.
Control de calidad de los procesos con cobots
Los sistemas de visión en 3D que se añaden a los robots colaborativos pueden hacer que la supervisión de los componentes sea ágil. Montar un sistema de visión sobre un robot puede ser de ayuda en el cambio rápido de productos. La llegada de los brazos robóticos aumentará aún más que se transformen en una máquina más en industrias como el de la medicina y el retail. Es una realidad que la incorporación de la robótica industrial, y en concreto la consecución de la colaboración entre humanos y sistemas robóticos, está logrando reducir los costos de producción e incrementar la productividad.