Al hablar de automatizar un proceso, es imprescindible seleccionar el robot a tenor de las características del proceso como puede ser la velocidad, el espacio requerido, y si es preciso que se dé una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo precise. Parece que es muy fácil tomar una solución generalizada sin embargo la realidad es que los conceptos se difuminan entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada nuevo proceso.
Cuando hablamos de la optimización 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 incremento de los pedidos sin que aumenten en exceso las nuevas incorporaciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que tienen los brazos robóticos en en las pequeñas y medianas empresas, según un informe realizado antes de la llegada del covid-19 de la Federación Internacional de Robótica, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados a nivel global con un importe que alcanzará los 5 billones de dólares.
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido diseñados para poder trabajar con producciones más largas de componentes que precisan de escasos cambios en las producciones, en cambio los robots colaborativos se adaptan con mayor sencillez a las series cortas de producción que precisan un mayor número de cambios de productos. Si pretendemos estudiar en profundidad por qué es mejor agregar un cobot debemos de fijarnos en la potencia de carga que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del trabajo. Hay que indicar que el grado de repetición que disponen los fabricantes para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente las mismas tareas que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para procesos de paletizado, movimiento componentes o de picking que agregan si es necesario inteligencia Artificial. Otros aspectos a tener en cuenta como el alcance del brazo para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, pueden ser determinantes para seleccionar una u otra aplicación. Del mismo modo necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante el número de productos o definir la importancia de la cadencia.
Las compañías necesitan mejorar las producciones, reducir las paradas de las máquinas y reducir el coste de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la IA permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para mejorar las producciones. La monitorización de los entornos operativos y sus correspondientes ajustes automáticos, es factible gracias a la obtención de la información en un PC y una toma a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de implementar con prácticamente los mismos beneficios que tienen los robots industriales, pero con menos costes en muchos sentidos para todas las empresas productivas, sin importar su tamaño.
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Los brazos robóticos tradicionales son pesados, están montados en puestos permanentes y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las producciones de gran volumen. Estas capacidades tan potentes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de montaje.
Además, precisan de jaulas de seguridad para garantizar la seguridad de los trabajadores, requieren de expertos 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 trabajos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costes menores al de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de hasta 5 kg que tendrán un retorno de la inversión que será inferior al año.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, en primer lugar investigan el proceso que se va a realizar y el plazo para obtener el ROI. El análisis de todos los aspectos indicados hasta el momento dictaminará si debemos que comprar un robot industrial o cobot. Si tenemos a nuestra disposición robots que han quedado en desuso y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, en primer lugar intentaremos buscar el modo de integrarlos.
Hay que recordar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está ayudando a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. El cambio de modelo productivo requiere de la incorporación de trabajadores con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación precisa de la necesidad de llevar a cabo un plan de formación que acompañe a las personas a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos gustaría recordar algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La incorporación en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos de la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia indicados. Incluso la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la configuración de los procesos manualmente. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el programador guía el brazo robótico con la mano. El cobot memoriza la trayectoria a realizar para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Son seguros los cobots?
Los robots colaborativos disponen de sistemas de seguridad, pero por ello no significa que sean totalmente confiables. Tienen una fuerza limitada para que puedan funcionar sin vallados de seguridad, pero solo después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la incorporación de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de área o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial a la hora de comprar cobots es mucho menor si lo comparamos con los robots industriales y necesitan de muy poco espacio para su integración. En Automatización PRO trabajamos para toda España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar un robot colaborativo en Badajoz o en Cáceres.
Coger y dejar piezas con sistemas automáticos
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos pick & place y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, las series de bajo volumen eran fabricados por los operarios, sin embargo las series largas de piezas necesitan de una automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos robots son especialmente eficaces en industrias como la fabricación.
Suministro de piezas a máquinas automáticas
El abastecimiento de centros de mecanizado es {uno de los procesos en los que más se emplean los la segunda aplicación a la que más cobots se utilizan. Su facilidad de configuración permite que los trabajadores de las máquinas CNC configuren y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otros procesos o controlar varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los robots colaborativos con el fin de aumentar sus capacidades. Principalmente se utilizan para el transporte de materiales a máquinas de control numérico.
Embalaje y paletizado de los productos
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de componentes. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se precisa de un alcance de brazo mayor. Entre todas estas soluciones destacan las tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen conllevar la manipulación de pequeñas cargas que se ajustan perfectamente a las características de los cobots. Los sistemas de visión en 3D a menudo se combinan con los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto.
Existen otras soluciones que necesitan que el robot colaborativo realice unas rutas uniformes como sucede en las soldaduras robotizadas o de dispensación. En muchas ocasiones se utilizan simuladores para estos procesos y se integra a la perfección la programación fuera de línea con generación de código para lograr movimientos más rápidos y reducir el índice de fallos.
Mejora de la calidad de los productos con supervisión robótica
Los sistemas de visión en 3D que se utilizan a los robots son capaces de hacer que el control de las piezas sea fácil. Colocar un equipo de visión en 3D sobre un robot puede ayudar en el cambio rápido de productos. La adopción de los brazos robóticos crecerá aún más que se conviertan en una máquina más en sectores como el del procesamiento de alimentos y los manufactureros. Es un hecho que automatizar por medio de los robots, y especialmente la llegada de la colaboración entre humanos y sistemas robóticos, está permitir reducir el precio de fabricación e incrementar la productividad.