Cuando nos referimos a automatizar un proceso, es imprescindible elegir el equipo a tenor de las características de la aplicación como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo la realidad es que los conceptos se mezclan entre sí en función de las particularidades de cada proyecto.
Al referirnos a la mejora de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al incremento de los pedidos sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de trabajadores. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que tienen los robots colaborativos en la industria, según un análisis realizado antes de la llegada del covid-19 de IFR.org, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados en el mundo con un importe que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para poder trabajar con producciones más largas de piezas que requieren de escasos cambios en las producciones, mientras que los cobots se adaptan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que precisan un mayor número de cambios de modelos. Si deseamos estudiar en profundidad por qué es más adecuado integrar un robot colaborativo debemos de estudiar en la potencia de carga que necesita la aplicación y los protocolos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos trabajos que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que diseñan softwares especializados para trabajos de soldadura, manipulación componentes o de pick & place que agregan si es necesario 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, son factores importantes para seleccionar un cobot o un robot industrial. Del mismo modo necesitamos prestar atención al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de si la velocidad puede ser un factor determinante.
Existe una tecnología que está ayudando a las compañías lograr sus retos y son los cobots y la IA. Las posibilidades que ofrece hoy en día la inteligencia artificial ayuda a las PYMES beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La monitorización de los entornos operativos y sus correspondientes ajustes automáticos, es viable gracias a la recopilación de la información en un ordenador y una toma a Ethernet. Es por ello que la robótica colaborativa se está volviendo muy populares debido a que son más fáciles de integrar con prácticamente las mismas características que tienen los robots industriales, pero más baratos en muchos sentidos para las empresas industriales, sin importar tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los robots tradicionales son pesados, se instalan sobre bases fijas y están diseñados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones de alta velocidad. Dichas capacidades tan potentes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
Hay que tener en cuenta que 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 accesorios. Los cobots ofrecen a las PYMES la opción de automatizar procesos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costes menores que el de los robots industriales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance cobots de mediana carga que tendrán un retorno del dinero invertido que por lo general suele rondar el año.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de robótica, lo primero que analizan es la aplicación que se va a realizar y el tiempo del ROI. El estudio de los detalles señalados anteriormente determinará si debemos que comprar un brazo robótico tradicional o un colaborativo. Si se da el caso brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, la primera opción se centrará en 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 competitividad. El cambio de modelo productivo precisa de la incorporación de operarios con nuevas capacidades. Este cambio requiere de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a los trabajadores a implicarse a los nuevos procesos.
A continuación nos gustaría detallar los principales beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La incorporación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy sencillas permite que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que se muestran la HMI mueven el brazo robótico a los puntos de referencia indicados. Incluso la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la programación de los equipos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el operador guía el cobot con manualmente. El cobot memoriza la ruta a realizar 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. Disponen de una potencia limitada para que puedan funcionar sin barreras de seguridad, pero solo después de llevar a cabo un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado del informe podría indicar la incorporación de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o velocidades de operación reducidas. Al instalar un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como UL para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. El precio de compra inicial a la hora de comprar cobots es mucho menor en comparación con los robots industriales y requieren de un espacio reducido para su colocación. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar un robot colaborativo en Pontevedra o en Tarragona, por poner un ejemplo.
¿Dónde se usan los robots colaborativos?
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, las series con lotes cortos eran desarrollados de la mano de los operarios, y en cambio los lotes de alto volumen precisan de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos robots son especialmente útiles en industrias como el embalaje.
Abastecimiento de máquinas CNC
El abastecimiento de máquinas CNC es {una de las soluciones en las que más se emplean los el segundo proceso al que más cobots se utilizan. Su facilidad de configuración permite que los operadores de los CNC configuren y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para desempeñar otros procesos o dirigir varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente las aplicaciones robóticas móviles están cooperando con éxito con los cobots con el fin de mejorar sus prestaciones. Principalmente se utilizan para el envío de materias primas a máquinas automáticas.
Embalaje y paletizado de los productos
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo este tipo de robots es en procesos de carga y descarga de piezas. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de un alcance máximo mayor. En dichas soluciones destacan todas aquellas tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen dedicarse a el transporte de pequeñas piezas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los cobots. Los equipos de visión en 3D a menudo se integran en cobots para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras aplicaciones que precisan que el robot colaborativo realice unas rutas fijas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. Para conseguirlo, frecuentemente se emplean simuladores para esta aplicación y se mejoran por medio de programación outline con generación de código para obtener movimientos más rápidos y reducir la cantidad de fallos.
Robots colaborativos para la inspección de calidad robotizado
La visión en 3D que se incorporan a los brazos robóticos son capaces de lograr que la inspección de calidad de los componentes sea sencilla. Montar un equipo de visión en 3D sobre un robot colaborativo puede ayudar en el cambio rápido de productos. La adopción de los brazos robóticos aumentará a medida que se transformen en un elemento común en industrias como el del sector servicios y el retail. Es una realidad que la incorporación de los robots, y en concreto la consecución de la colaboración entre operarios y cobots, está permitir reducir el precio de fabricación e incrementar la productividad.