Si hablamos de automatizar un proceso, necesitamos seleccionar la máquina automática a tenor de las características de la aplicación como puede ser la velocidad, el espacio requerido, y si es preciso que se dé una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada, pero a decir verdad, los conceptos se confunden entre sí en función de las características de cada nuevo proceso.
Al buscar la mejora de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de las capacidades que tenemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que aumenten en exceso las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de hacernos una idea aproximada de la gran aceptación que están viviendo los robots colaborativos en diferentes sectores manufactureros, según un análisis hecho antes de prepandemia de IFR.org, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados a nivel global con un valor que rondará los 5 billones de dólares.
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido diseñados para poder trabajar con series más largas de componentes que requieren de pocos cambios de formatos, sin embargo los robots colaborativos se adaptan con mayor sencillez a las series cortas de fabricación que necesitan un mayor número de cambios de productos.
Si deseamos estudiar en profundidad cuándo es mejor integrar un robot colaborativo debemos de fijarnos en la potencia de carga que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del trabajo. Cabe señalar que el grado de repetición que disponen los proveedores para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente los mismos trabajos que los robots tradicionales gracias a que se están creando un importante ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para procesos de paletizado, movimiento piezas o de pick & place que incluyen si lo requiere inteligencia Artificial. Otros aspectos a tener en cuenta como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, perfectamente pueden ser aspectos trascendentales para decantar la balanza en favor de un cobot o un robot industrial. Del mismo modo debemos de prestar importancia al tipo de programación, si requiere o no de una máxima flexibilidad ante el número de productos o detectar la importancia de si la velocidad puede ser un factor determinante.
Las empresas necesitan optimizar las producciones, eliminar los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. La gran capacidad que tiene la IA ayuda a las PYMES optimizar sus producciones. El control de los entornos productivos y su optimización automatizada, es posible gracias a la obtención de la información en un PC y una conexión a Ethernet.
Por todos los hechos señalados, la robótica colaborativa ha cobrado gran relevancia porque son más fáciles de implementar con muchos de las mismas capacidades que aportan los robots industriales, solo que menos costosos en diferentes aspectos para todas las empresas de fabricación, independientemente del número de trabajadores que disponga.
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Los brazos robóticos tradicionales son fuertes, están montados en puestos permanentes y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las producciones con ciclos muy elevados. Estas características tan potentes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
También precisan de celdas de seguridad para garantizar la seguridad de los operarios, necesitan de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los cobots ofrecen a las PYMES la opción de automatizar tareas repetitivas de pequeñas y grandes series con unos costes menores al de los robots industriales. Habitualmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros podemos encontrar robots colaborativos de mediana carga que generarán un retorno del dinero invertido que será inferior al año.
Cuando las compañías de automatización inician un nuevo reto, en primer lugar investigan 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 robot industrial o un colaborativo. Si existen robots que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, en primer lugar intentaremos buscar la forma de integrarlos.
Cabe señalar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas requiere de la incorporación de trabajadores con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial requiere de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de formación que acompañe a los trabajadores a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación queremos detallar los principales beneficios de los robots colaborativos.
La integración en los cobots de interfaces muy intuitivas ayuda a que los trabajadores sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos de la HMI mueven el robot a los puntos de referencia deseados. Además la gran mayoría de los cobots permiten la configuración de los equipos manualmente. 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 las coordenadas a realizar para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Cómo es la seguridad de un cobot?
Los cobots llevan incorporados sistemas de seguridad, pero no significa que sean totalmente seguros. Disponen de una potencia limitada para que puedan operar sin barreras de seguridad, pero solo después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la integración de equipos de seguridad adicionales como escáneres de área o velocidades de trabajo reducidas. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial a realizar al comprar un robot colaborativo es mucho menor en comparación con la de los brazos robóticos y disponen de un tamaño reducido para minimizar las necesidades de espacio. 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 Navarra o en Burgos por poner un ejemplo.
Elegir y colocar piezas de forma automatizada
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos pick & place y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por trabajadores como por cobots. Tradicionalmente, los procesos con lotes cortos eran hechos de la mano de las personas, sin embargo, los lotes de alto volumen precisan de un grado de automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos robots son especialmente útiles en industrias como la manufactura.
Carga y descarga de máquinas automáticas
El abastecimiento de CNC es {una de las soluciones en las que más se emplean los robots colaborativos. Al ser muy fáciles de programar ayuda a los trabajadores de los CNC programen y ejecuten rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otros procesos o dirigir varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los cobots para ampliar sus capacidades. Principalmente se usan para el transporte de materias primas a máquinas de control numérico.
Envasado y paletizado en el final de línea
Entre las aplicaciones en donde mayor grado de integración están adquiriendo este tipo de robots es en procesos de pick & place de productos. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se precisa de una manipulación con mayor peso. Entre dichas soluciones destacan todas las tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el armado de paquetes antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas piezas que se ajustan perfectamente a las particularidades de los cobots. Los equipos de visión artificial a menudo se combinan con cobots para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras soluciones que requieren que el robot colaborativo realice unas trayectorias continuas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. La mayoría de las veces se utilizan software de simulación para esta aplicación y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para lograr ciclos más rápidos y reducir el número de errores.
Control de calidad de los procesos con robots colaborativos
Las cámaras de visión que se incorporan a los robots pueden lograr que la inspección de calidad de las piezas sea ágil. Agregar un equipo de visión en 3D sobre un robot industrial puede favorecer en el cambio rápido de lotes de piezas. La llegada de los robots colaborativos aumentará a medida que se transformen en una herramienta más en sectores como el del procesamiento de alimentos y el retail. Es un hecho que la incorporación de los robots, y especialmente la llegada de la colaboración entre operarios y robots, está permitir reducir los costos de fabricación y aumentar la productividad.