Si hablamos de automatizar un proceso, necesitamos elegir la máquina automática a tenor de las particularidades 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 agregar la colaboración humano robot (HRC) cuando así lo precise. Parece que es muy fácil tomar una solución generalizada sin embargo la realidad es que las líneas se difuminan entre sí en función de las dificultades de cada nuevo proceso.
Al referirnos a la mejora de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al aumento de las producciones sin que aumenten en exceso las contrataciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que están viviendo los brazos robóticos en las pequeñas y medianas empresas, según un análisis hecho antes de la llegada del covid-19 de IFR.org, el mercado de los cobots será de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados a nivel global con un importe que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para producir con series más largas de piezas que precisan de pocos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se adaptan con gran facilidad a las series cortas de producción que necesitan gran cantidad de cambios de productos.
Si pretendemos estudiar en profundidad cuándo es mejor agregar un cobot podemos empezar con estudiar en la potencia de carga que requiere la muñeca y los requisitos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetición que disponen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente los mismos procesos que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para procesos de paletizado, manipulación componentes o de picking que agregan si es necesario IA. Otros factores 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 decantar la balanza en favor de un tipo de robot. Del mismo modo necesitamos prestar atención al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de los tiempos de ciclo.
Existe una tecnología que está ayudando a las compañías a alcanzar sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. La gran capacidad que posé la inteligencia artificial ayuda a las PYMES optimizar sus producciones. La monitorización de los entornos operativos y la mejora de los mismos, es factible gracias a la recopilación de datos en un PC y una simple vía a Ethernet. Por todos los aspectos anteriormente mencionados, los cobots han cobrado gran relevancia debido a que 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 el sector al que se dediquen.
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Los robots industriales son robustos, se colocan en puestos estables y están diseñados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones de largas series. Estas características tan importantes para un gran número de trabajos, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
Hay que tener en cuenta que necesitan de celdas de seguridad para garantizar 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 garantizan a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar trabajos repetitivos de lotes reducidos con unos costes menores al de los robots tradicionales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros podemos encontrar robots colaborativos de mediana carga que tendrán 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 que se va a realizar y el tiempo del ROI. El análisis de todos los aspectos indicados anteriormente determinará si tenemos que comprar un brazo robótico tradicional o cobot. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos 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.
Cabe señalar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las empresas a mejorar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos precisa de la incorporación de trabajadores con nuevos perfiles. Este cambio implica la necesidad de llevar a cabo una estrategia de formación que acompañe a las personas a implicarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación queremos detallar los principales beneficios de los cobots respecto a los robots industriales
La incorporación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy intuitivas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que se muestran la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia indicados. Además muchos de los robots colaborativos permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que únicamente el programador mueve el cobot con la mano. El cobot memoriza la ruta a seguir para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Son confiables los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados sistemas de seguridad, pero por ello no quiere decir que sean totalmente seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan trabajar sin vallados de seguridad, pero únicamente después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la integración de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de zona o reductores de velocidad. Al instalar un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como UL para garantizar que los robots sean conformes con los estándares industriales. El precio inicial a la hora de comprar un robot colaborativo es inferior en comparación con la de los brazos robóticos y tienen un consumo de energía que ronda los 1000 watios. 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 Orense o en Girona, por citar unos ejemplos.
¿En qué otras aplicaciones se integran este tipo de robots?
Algunas de las aplicaciones en donde más se emplean es en los procesos pick & place y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por humanos como por robots colaborativos. Hasta la fecha, los artículos de bajo volumen eran fabricados de la mano de los operarios, sin embargo los lotes de alto volumen requieren de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente útiles en procesos como la logística.
Carga y descarga de CNC
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se emplean los robots colaborativos. Su facilidad de configuración permite que los operarios de las máquinas CNC configuren y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los operarios para desempeñar otras tareas o controlar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente los robots AMR están trabajando con éxito con los robots colaborativos para mejorar sus prestaciones. Principalmente se utilizan para el envío de materias primas a máquinas CNC.
Embalaje y paletizado de los productos
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están teniendo este tipo de robots es en aplicaciones de pick & place de componentes. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se precisa de una manipulación con mayor carga útil. Entre estos procesos sobresalen todas las tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen necesitar el transporte de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las particularidades de los robots colaborativos. Los sistemas de visión en 3D a menudo se integran en los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras aplicaciones que necesitan que el cobot trace unas rutas uniformes como sucede en las operaciones de soldadura o de dispensación. En muchas ocasiones se utilizan simuladores para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para obtener ciclos más rápidos y disminuir el índice de errores.
Robots colaborativos para la inspección de calidad robotizado
La visión en 3D que se añaden a los brazos robóticos pueden hacer que la supervisión de las piezas sea rápida. Montar un equipo de visión en 3D sobre un cobot puede favorecer en el cambio de un producto a otro. La integración de los cobots aumentará a medida que se vean como una máquina más en sectores como el de los laboratorios y los manufactureros. Es evidente que la incorporación de los robots, y sobre todo la llegada de la colaboración entre humanos y robots colaborativos, está permitir disminuir el precio de producción e incrementar la productividad.