Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, debemos de seleccionar el equipo a tenor de las características de la aplicación como puede ser la velocidad o la capacidad de carga, y si es preciso que se dé una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy fácil tomar una solución generalizada, pero a decir verdad, las líneas se confunden entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada nuevo proceso.
Cuando hablamos de la optimización de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al aumento de las producciones sin que aumenten en demasía las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que tienen los brazos robóticos 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 a nivel global con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para poder trabajar con producciones más largas de componentes que requieren de escasos cambios de formatos, sin embargo 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 investigar en profundidad por qué es más adecuado agregar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetitividad que ofrecen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas son realmente parecidos.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas aplicaciones que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para procesos de paletizado, manipulación piezas o de picking que incluyen si es necesario inteligencia Artificial. Otros aspectos a tener en cuenta como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, pueden ser determinantes a la hora de seleccionar una u otra aplicación. Del mismo modo debemos de prestar atención al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante el número de productos o detectar la importancia de la cadencia.
Las empresas buscan mejorar las producciones, suprimir las paradas de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día la IA permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La gestión de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, es posible gracias a la obtención de datos en un ordenador y una conexión a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de integrar con prácticamente los mismos beneficios que tienen los robots industriales, pero más baratos en diferentes aspectos para las empresas industriales, independientemente de su tamaño.
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Los brazos robóticos industriales son pesados, se colocan en puestos estables y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las producciones de gran volumen. Dichas particularidades tan potentes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios. Además, precisan de jaulas de seguridad para preservar la integridad de los operarios, requieren de expertos en programación e inversiones que con gran facilidad superan los cien mil euros en función de los equipos periféricos.
Los pequeños robots garantizan a las pequeñas empresas la posibilidad de automatizar tareas repetitivas de lotes cortos y medianos con unos costes menores al de los robots industriales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de media carga que tendrán un ROI que será inferior al año.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación que se va a realizar y el tiempo del ROI. El estudio de todos los aspectos detectados anteriormente dictaminará si debemos de adquirir un robot tradicional o cobot. Si se da el caso brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, la primera opción se centrará en buscar la forma de integrarlos. Cabe señalar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las compañías a mejorar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas precisa de la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación implica la necesidad de realizar una estrategia de capacitación que acompañe a los operarios a implicarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación queremos resumir los principales beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales
La incorporación en los cobots de interfaces muy sencillas permite que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos de la HMI mueven el brazo robótico a los puntos de referencia deseados. Además, la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la configuración de los procesos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que únicamente el operario guía el robot colaborativo con manualmente. El cobot aprende la trayectoria a realizar para después repetir el programa de manera automática.
¿Son seguros los cobots?
Los cobots llevan incorporados equipos de seguridad, pero no quiere decir que sean totalmente confiables. Disponen de una potencia limitada para que puedan trabajar sin protecciones 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 incorporación de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de área o reductores de velocidad. Si elegimos un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor 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 Castellón o en Lérida por citar unos ejemplos.
Coger y dejar piezas con soluciones automatizadas
Algunas de las soluciones en donde más se emplean es en los procesos pick & place y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por humanos como por cobots. Históricamente, los procesos con lotes cortos eran desarrollados de la mano de las personas, mientras que los lotes de alto volumen requieren de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en industrias como la fabricación.
Atención de máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se emplean los cobots. Su facilidad de configuración permite que los operarios de las máquinas CNC programen y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otros procesos o llevar varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora los robots AGV están trabajando con éxito con los robots colaborativos para ampliar sus capacidades. Principalmente se utilizan para el envío de materiales a centros de mecanizado.
Envasado y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los robots colaborativos es en aplicaciones de carga y descarga de materiales. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se precisa de una manipulación con mayor carga útil.
Entre todas estas soluciones sobresalen todas aquellas tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen dedicarse a el transporte de pequeñas piezas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los cobots. Los sistemas de visión artificial con frecuencia se integran en los brazos robóticos para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras soluciones que precisan que el brazo robótico trace unas rutas continuas como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se utilizan software de simulación para esta aplicación y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener movimientos más rápidos y disminuir el índice de fallos.
Cobots para la inspección de calidad automática
Las cámaras de inspección de metrología que se emplean a los robots pueden hacer que la inspección de calidad de los componentes sea ágil. Agregar una cámara de alta resolución sobre un robot colaborativo puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de lotes de piezas. La adopción de los brazos robóticos crecerá a medida que se vean como un elemento común en sectores como el del procesamiento de alimentos y los manufactureros. Es una realidad que automatizar por medio de la robótica industrial, y más concretamente la llegada de la colaboración entre trabajadores y robots colaborativos, está logrando disminuir el precio de producción y aumentar la productividad.