Al hablar de automatizar un proceso, necesitamos seleccionar la máquina automática a tenor de las particularidades de la aplicación como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es preciso que se dé una cooperación entre un operario y un agregar la colaboración operario robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy sencillo tomar una solución generalizada sin embargo a decir verdad, las líneas se difuminan entre sí en función de las particularidades de cada proyecto.
Al buscar la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al aumento de los pedidos sin que se incrementen en demasía las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de hacernos una idea aproximada del éxito que están viviendo los robots colaborativos en las pequeñas y medianas empresas, según un análisis hecho previo a prepandemia de la Federación Internacional de Robótica, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados en el mundo con un valor que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los robots industriales han sido diseñados para producir con producciones más largas de piezas que necesitan de pocos cambios de formatos, mientras que los cobots se adaptan con mayor sencillez a las series cortas de producción que requieren un mayor número de cambios de modelos. Si deseamos estudiar con más detenimiento por qué es más adecuado integrar un cobot podemos empezar con fijarnos en la potencia de carga que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del proceso. 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 cobots
Los cobots pueden realizar prácticamente las mismas aplicaciones que los robots tradicionales gracias a que se están creando un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que proporcionan softwares especializados para trabajos de paletizado, manipulación piezas o de picking que incluyen si lo requiere inteligencia Artificial. Otros aspectos a valorar como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son factores importantes a la hora de elegir una u otra aplicación. También debemos de prestar importancia al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante los cambios de formatos o detectar la importancia de si la velocidad puede ser un factor determinante.
Existe una tecnología que está ayudando a las compañías lograr sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. La gran capacidad que posé el Deep Learning permite 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 viable gracias a la recopilación de datos en un ordenador y una conexión a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos han cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de integrar con muchos de las mismas capacidades que aportan los robots tradicionales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin tener en cuenta el número de empleados que disponga.
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Los robots industriales son robustos, se ubican sobre bases estables y están diseñados para obtener el mayor rendimiento a las producciones de alta velocidad. Dichas características tan importantes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
Además, necesitan de vallados de seguridad para garantizar la integridad de los operarios, necesitan 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 PYMES la opción de automatizar procesos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costes muy inferiores que el de los robots industriales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € podemos encontrar cobots de mediana carga que tendrán un ROI que será inferior al año.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de robótica, lo primero que analizan es el proceso que se va a realizar y el plazo para obtener el ROI. El estudio de los detalles indicados hasta el momento dictaminará si debemos de adquirir un robot industrial o cobot. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar el modo de adaptarlos. Hay que recordar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las empresas a mejorar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos conlleva la incorporación de personas con nuevas capacidades. Este proceso de transformación precisa de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de formación que acompañe a las personas a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación se muestran los principales beneficios de los robots colaborativos.
La integración en los cobots de pantallas táctiles muy sencillas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres de la HMI desplazan el robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso gran parte de los robots colaborativos permiten la configuración de los equipos de manera manual. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que simplemente el programador guía el cobot con la mano. El cobot aprende las coordenadas a seguir para después repetir el programa de manera automática.
¿Son seguros los cobots?
Los cobots disponen de sistemas de seguridad, pero no significa que sean totalmente confiables. Tienen una fuerza limitada para que puedan trabajar sin barreras de seguridad, pero solo después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de área o velocidades de operación reducidas. Al instalar un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. El precio inicial a la hora de comprar cobots es mucho menor si lo comparamos con el de los brazos robóticos y tienen un consumo de energía que ronda los 1000 watios. En Automatización PRO trabajamos para toda España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar robots colaborativos en Toledo o en Navarra por poner un ejemplo.
¿En qué otros procesos se integran los cobots?
Algunas de las aplicaciones en donde más se emplean es en los procesos mover piezas y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por humanos como por robots colaborativos. Tradicionalmente, las series con lotes cortos eran desarrollados de la mano de los operarios, mientras que las series largas de piezas requieren de una automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los cobots son especialmente útiles en industrias como el embalaje.
Carga de centros de mecanizado
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se utilizan los el segundo proceso al que más cobots se destinan. Su facilidad de programación permite que los operadores de los CNC programen y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para llevar a cabo otras tareas o llevar varias máquinas al mismo tiempo, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente las aplicaciones robóticas móviles están cooperando con éxito con los robots colaborativos para ampliar sus prestaciones. Principalmente se utilizan para el envío de materias primas a centros de mecanizado.
Embalaje y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están teniendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de piezas. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de un alcance de brazo mayor. Entre estos procesos sobresalen las tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de realizar el envío. Estas tareas suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los sistemas de visión artificial con frecuencia se combinan con los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto.
Hay otras aplicaciones que necesitan que el brazo robótico realice unas trayectorias fijas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de encolado. La mayoría de las veces se utilizan softwares para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para lograr movimientos más rápidos y disminuir la cantidad de fallos.
Control de los productos de manera automática
La visión en 3D que se emplean a los brazos robóticos pueden lograr que el control de las piezas sea eficaz. Colocar una cámara de alta resolución sobre un robot colaborativo puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de productos. La integración de los robots colaborativos crecerá a medida que se vean como una herramienta más en sectores como el de la medicina y los manufactureros. No cabe duda que la incorporación de los robots colaborativos, y especialmente la consecución de la colaboración entre trabajadores y robots, está permitir reducir el precio de fabricación y aumentar la productividad.