Cuando nos referimos a automatizar un proceso, necesitamos elegir la máquina automática a tenor de las características de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una cooperación entre un trabajador y agregar la colaboración operario robot (HRC) cuando sea de ayuda. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada pero la realidad es que las líneas se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada proyecto.
Al buscar la mejora de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible la capacidad de reacción ante el aumento de las producciones sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que están viviendo los cobots en las empresas, según un informe realizado previo a la llegada del covid-19 de IFR.org, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados en el mundo con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de robots colaborativos
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para poder trabajar con producciones más largas de piezas que precisan de pocos cambios de formatos, en cambio los cobots se ajustan con gran facilidad a las series cortas de producción que requieren gran cantidad de cambios de productos.
Si deseamos analizar en profundidad por qué es mejor integrar un cobot debemos de fijarnos en la capacidad de carga útil que necesita la aplicación y los protocolos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que disponen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los robots colaborativos
Los cobots pueden realizar prácticamente las mismas aplicaciones que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que proporcionan softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación piezas o de pick & place que agregan si lo requiere IA. Otros aspectos a valorar como el alcance del brazo para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, perfectamente pueden ser factores trascendentales para decantar la balanza en favor de un cobot o un robot industrial. También debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de la velocidad.
Existe una tecnología que está ayudando a las empresas a alcanzar sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. Las posibilidades que ofrece hoy en día la IA permiten también a las pequeñas empresas aumentar sus fabricaciones. La gestión de los entornos productivos y sus correspondientes ajustes automáticos, es factible gracias a la obtención de datos en un ordenador y una simple vía a Ethernet. Por todos los argumentos anteriormente mencionados, la robótica colaborativa ha cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de instalar con muchos de los mismos beneficios que aportan los robots tradicionales, pero más baratos en muchos sentidos para las empresas industriales, sin importar su tamaño.
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Los brazos robóticos industriales son pesados, se ubican sobre bases estables y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones de gran volumen. Estas capacidades tan avanzadas para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
Además, necesitan de vallados de seguridad para garantizar la integridad de los trabajadores, requieren de expertos en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los pequeños robots ofrecen a las compañías pequeñas la opción de automatizar tareas repetitivas de pequeñas y grandes series con unos costos menores que el de los robots tradicionales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de mediana carga que generarán un retorno de la inversión que por lo general suele rondar el año.
Cuando las compañías 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 los detalles detectados anteriormente dictaminará si debemos de adquirir un brazo robótico tradicional o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, en primer lugar intentaremos buscar la forma de integrarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las compañías a mejorar su competitividad. El cambio de modelo productivo requiere de la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este cambio precisa de la necesidad de llevar a cabo un plan de formación que acompañe a las personas a adaptarse a los nuevos procesos.
A continuación se muestran los principales beneficios de los robots colaborativos
La implementación en los robots colaborativos de interfaces muy sencillas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos que se muestran la HMI mueven el brazo robótico a los puntos de referencia establecidos. Además muchos de los robots colaborativos permiten la programación de los procesos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el operador mueve el robot colaborativo con la mano. El cobot memoriza la trayectoria a seguir para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Cómo es la seguridad de un robot colaborativo?
Los robots colaborativos llevan integrados equipos de seguridad pero no quiere decir que sean totalmente confiables. Tienen una fuerza 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 necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de zona o velocidades de trabajo reducidas. Si elegimos un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial a la hora de comprar un cobot es mucho menor en comparación con la de los robots tradicionales 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 un cobot en Burgos o en Valladolid por poner un ejemplo.
Elegir y colocar piezas de forma automática
Algunas de las soluciones en donde más se utilizan es en los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por humanos como por cobots. Tradicionalmente, las series de bajo volumen eran fabricados de la mano de las personas, y en cambio las series largas de piezas requieren de una automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos robots son especialmente eficaces en industrias como el embalaje.
Abastecimiento de máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {uno de los procesos en los que más se emplean los el segundo proceso al que más cobots se destinan. Su facilidad de programación permite que los trabajadores de los centros de mecanizado programen y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para realizar otros procesos o encargarse de varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los robots colaborativos para aumentar sus capacidades. Principalmente se emplean en el transporte de componentes a centros de mecanizado.
Envasado y paletizado en el final de línea
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los robots colaborativos es en procesos de carga y descarga de piezas. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se requiere de una manipulación con mayor peso.
Entre todas estas soluciones sobresalen todas las tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de realizar el envío. Estos procesos suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las particularidades de los cobots. Los equipos de visión artificial con frecuencia se integran en cobots para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras soluciones que necesitan que el robot trace unas trayectorias continuas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. La mayoría de las veces se emplean simuladores para estos procesos y se mejoran por medio de programación fuera de línea con simulación para lograr ciclos más rápidos y disminuir la cantidad de fallos.
Control de los productos de manera automatizada
Las cámaras de visión que se incorporan a los robots pueden lograr que la inspección de calidad de los componentes sea fácil. Montar un equipo de visión en 3D sobre un robot colaborativo puede favorecer en el cambio rápido de lotes de piezas. La adopción de los cobots aumentará a medida que se conviertan en una herramienta más en sectores como el del procesamiento de alimentos y el retail. Es evidente que la incorporación de la robótica industrial, y sobre todo la consecución de la colaboración entre trabajadores y robots, está logrando disminuir los costos de fabricación e incrementar la productividad.