Al hablar de automatizar un proceso productivo, es imprescindible seleccionar la máquina automática a tenor de las características de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es necesario que exista una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada, sin embargo a decir verdad, los conceptos se mezclan entre sí en función de las dificultades de cada proyecto.
Cuando hablamos de la optimización de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de los recursos que disponemos para hacer frente al incremento de los pedidos sin que se incrementen en exceso las contrataciones de trabajadores. Con el fin de hacernos una idea aproximada del éxito que viven los robots colaborativos en diferentes sectores manufactureros, según un informe hecho antes de prepandemia de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados en el mundo con un importe que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para poder trabajar con series más largas de piezas que precisan de escasos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se adaptan con mayor facilidad a las series cortas de producción que necesitan un mayor número de cambios de productos. Si deseamos estudiar con más precisión por qué es más adecuado integrar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del trabajo. Hay que indicar que el grado de repetitividad 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 las mismas tareas que los robots tradicionales gracias a que se están creando un importante ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para trabajos de paletizado, manipulación componentes o de pick & place que incluyen si es necesario inteligencia Artificial. Otros factores a valorar como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, pueden ser determinantes para seleccionar una u otra aplicación. A su vez debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de la cadencia.
Las empresas necesitan mejorar las fabricaciones, suprimir las paradas de las máquinas y reducir el tiempo de retorno de la inversión. La gran capacidad que posé la inteligencia artificial ayuda a las PYMES aumentar sus fabricaciones. El control de los entornos de las fabricaciones y su optimización automatizada, se debe gracias a la obtención de la información en un PC y una simple vía a Ethernet. Es por ello que la robótica colaborativa se está volviendo muy populares debido a que son más fáciles de instalar con muchos de las mismas características que aportan los robots tradicionales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin tener en cuenta el número de trabajadores que tenga.
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Los robots industriales son fuertes, se ubican sobre bases estables y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las producciones de gran volumen. Estas características tan avanzadas para un gran número de trabajos, también les impide adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de montaje.
Hay que tener en cuenta que necesitan de jaulas de seguridad para preservar la integridad de los trabajadores, necesitan de expertos en programación e inversiones que superan los cien mil euros en función de los equipos periféricos. Los cobots garantizan a las pequeñas empresas la posibilidad de automatizar trabajos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos menores al de los robots industriales. Habitualmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros tenemos a nuestra disposición robots colaborativos de mediana carga que tendrán un retorno del dinero invertido que puede ser de 12 meses.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de robótica, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y el tiempo del ROI. El análisis de todos los aspectos indicados anteriormente dictaminará si debemos que comprar un robot tradicional o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición robots que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, la primera opción se centrará en buscar la forma de integrarlos. Cabe señalar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. El cambio de modelo productivo conlleva la incorporación de trabajadores con nuevas capacidades. Este cambio requiere de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de capacitación que acompañe a los trabajadores a implicarse a los nuevos procesos.
A continuación nos encantaría recalcar los principales beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La implementación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy intuitivas permite que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que se muestran la HMI desplazan el robot a los puntos de referencia deseados. Además muchos de los robots colaborativos permiten la configuración de los procesos manualmente. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que únicamente el trabajador guía el brazo robótico con la mano. El cobot aprende la ruta a seguir para después repetir el programa de manera automática.
¿Es cierto que son seguros los cobots?
Los cobots llevan incorporados sistemas de seguridad, pero no significa que sean 100% seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan operar sin barreras de seguridad, pero solo después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de zona o reductores de velocidad. Si elegimos un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos cumplan con los estándares industriales. El costo inicial a la hora de comprar cobots es inferior en comparación con los robots industriales y necesitan de muy poco espacio para su colocación. 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 La Coruña o en Álava por poner un ejemplo.
¿En qué otras aplicaciones se utilizan los robots colaborativos?
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series con lotes cortos eran hechos por los operarios, y en cambio las series largas de piezas precisan de un grado de automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente útiles en procesos como la manufactura.
Suministro de piezas a máquinas automáticas
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se emplean los robots colaborativos. Al ser muy sencillos de programar ayuda a los operadores de los centros de mecanizado programen y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los operarios para realizar otros procesos o llevar varias máquinas al mismo tiempo, lo que aumenta el rendimiento de la producción. Ahora los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los cobots con el fin de mejorar sus capacidades. Sobre todo se emplean en el envío de materiales a máquinas automáticas.
Picking de los pedidos y paletizado de los productos
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo este tipo de robots es en aplicaciones de carga y descarga de materiales. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se necesita de una manipulación con mayor peso.
En todas estas soluciones sobresalen todas aquellas tareas que por ser grandes producciones permiten ser automatizadas, como el armado de cajas antes de enviar el pedido. Estos procesos suelen conllevar el transporte de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las particularidades de los cobots. Los equipos de visión artificial a menudo se combinan con robots colaborativos para optimizar el proceso de control de calidad. Hay otras soluciones que requieren que el robot colaborativo realice unas trayectorias continuas como sucede en las operaciones de soldadura o de encolado. Para conseguirlo, habitualmente se emplean simuladores para estos procesos y se mejoran por medio de programación fuera de línea con generación de código para lograr ciclos más rápidos y reducir la cantidad de errores.
Control de los productos de forma automatizada
Los sistemas de visión en 3D que se añaden a los robots colaborativos pueden hacer que el control de los componentes sea ágil. Montar una cámara sobre un robot puede ser de ayuda en el cambio de un producto a otro. La adopción de los robots colaborativos crecerá aún más que se conviertan en una máquina más en sectores como el del sector servicios y el logístico. Es una realidad que la incorporación de los robots, y más concretamente la llegada de la colaboración entre humanos y cobots, está logrando disminuir el precio de fabricación y aumentar la productividad.