Al hablar de automatizar un proceso productivo, es imprescindible seleccionar la máquina robótica en función de las características de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una colaboración entre un trabajador y un agregar la colaboración humano robot (HRC) cuando así lo precise. Parece que es muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo a decir verdad, las líneas se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las dificultades de cada nuevo proceso.
Cuando hablamos de la mejora de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de la tecnología que disponemos a nuestro alcance para dar respuesta al aumento de los pedidos sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de personal. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que están viviendo los robots colaborativos en las empresas, según un estudio hecho previo a prepandemia de la Federación Internacional de Robótica, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados en el mundo con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para poder trabajar con series más largas de componentes que requieren de escasos cambios de formatos, en cambio los cobots se adaptan con mayor sencillez a las series cortas de fabricación que requieren gran cantidad de cambios de modelos.
Si queremos investigar en profundidad cuándo es más adecuado integrar un cobot podemos empezar con estudiar en la potencia de carga que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetitividad que disponen los fabricantes para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Los cobots pueden realizar prácticamente las mismas aplicaciones que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que ofrecen softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación piezas o de pick & place que agregan si lo requiere IA.
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 para seleccionar un tipo de robot. Del mismo modo debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de si la cadencia puede ser un factor determinante.
Hay una tecnología que está ayudando a las compañías 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 mejorar las producciones. El control de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, es posible gracias a la recopilación de la información en un ordenador y una conexión a Ethernet.
Por todos los argumentos señalados, la robótica colaborativa ha cobrado gran relevancia porque son más fáciles de instalar con muchos de los mismos beneficios que tienen los robots tradicionales, pero con menos costes en muchos sentidos para las empresas industriales, independientemente del número de operarios que tenga.
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Los brazos robóticos industriales son robustos, se colocan en puestos permanentes y están diseñados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones de gran volumen. Estas particularidades tan importantes para un gran número de trabajos, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
También precisan de jaulas de seguridad para preservar la seguridad de los trabajadores, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que con gran facilidad superan los cien mil euros en función de los accesorios. Los pequeños robots garantizan a las pequeñas empresas la opción de automatizar tareas repetitivas de pequeñas y grandes series con unos costes menores al de los robots tradicionales. Por lo general, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros podemos adquirir robots colaborativos de media carga que tendrán un retorno de la inversión que puede ser de 12 meses.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El estudio de todos los factores indicados hasta el momento dictaminará si debemos de adquirir un robot tradicional o robot colaborativo. Si se da el caso brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, se intentará buscar el modo de integrarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está ayudando a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos conlleva la incorporación de personas con nuevos perfiles. Esta revolución industrial requiere de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a las personas a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación se muestran los principales beneficios de los cobots respecto a los robots industriales.
La implementación en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas permite que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos de la HMI mueven el brazo robótico a los puntos de referencia establecidos. Incluso muchos de los robots colaborativos permiten la programación de los procesos manualmente. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que únicamente el operario guía el cobot con manualmente. El robot colaborativo aprende la ruta a realizar para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Cómo es la seguridad de un cobot?
Los cobots llevan incorporados sistemas de seguridad sin embargo no significa que sean 100% seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan funcionar sin vallados de seguridad, pero únicamente después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado del informe podría indicar la integración de equipos de seguridad adicionales como 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 de la industria. La inversión inicial a realizar a hora de comprar un cobot es muy inferior si lo comparamos con la de los brazos robóticos y además tienen un consumo de energía muy pequeño que ronda los 1000 watios. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya estés ubicado en Valencia o quieras comprar un cobot en Madrid o comprar un cobot en Barcelona.
Procesos de pick & place con robots colaborativos
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos pick & place y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por humanos como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series con lotes cortos eran hechos por las personas, sin embargo las series largas de piezas necesitan de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos robots son especialmente eficaces en procesos como la logística.
Abastecimiento de máquinas CNC
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se utilizan los cobots. Al ser muy fáciles de programar ayuda a los operadores de los CNC configuren y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otros procesos o dirigir varias máquinas al mismo tiempo, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los robots colaborativos para aumentar sus capacidades. Principalmente se usan para el transporte de piezas a máquinas automáticas.
Envasado y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo este tipo de robots es en aplicaciones de pick & place de componentes. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se necesita de un alcance máximo mayor.
En estas aplicaciones destacan las tareas que al ser series largas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen necesitar el transporte de pequeñas cargas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los cobots. Los sistemas de visión en 3D a menudo se integran en cobots para mejorar la calidad del producto.
Hay otras soluciones que precisan que el robot realice unas trayectorias fijas como sucede en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se utilizan software de simulación para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para obtener movimientos más rápidos y disminuir el número de errores.
Control de los productos de forma automática
La visión en 3D que se utilizan a los robots pueden hacer que el control de las piezas sea fácil. Montar una cámara sobre un brazo robótico puede ayudar en el cambio rápido de lotes de piezas. La integración de los robots colaborativos crecerá aún más que se transformen en una herramienta más en industrias como el de la medicina y el logístico. No cabe duda que automatizar por medio de la robótica industrial, y en concreto la llegada de la colaboración entre trabajadores y robots, está permitir reducir el precio de fabricación y aumentar la productividad.