Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir el equipo en función de las particularidades de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio requerido, y si es necesario que exista una colaboración entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo precise. Puede que aparente ser muy sencillo tomar una solución generalizada sin embargo la realidad es que las líneas se difuminan entre sí en función de las características de cada nuevo proceso.
Al referirnos a la mejora de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de los recursos que disponemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que aumenten en demasía las nuevas incorporaciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que viven los brazos robóticos en las empresas, según un análisis realizado antes de la irrupción del coronavirus de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los cobots será de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados en el mundo con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido creados para producir con producciones más largas de componentes que requieren de pocos cambios en las producciones, en cambio los cobots se adaptan con gran sencillez a las series cortas de producción que necesitan un mayor número de cambios de productos.
Si deseamos analizar en profundidad cuándo es mejor integrar un cobot podemos empezar con fijarnos en la potencia de carga que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los cobots pueden realizar prácticamente los mismos trabajos que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para trabajos de soldadura, manipulación piezas o de pick & place que agregan si es necesario IA. Otros aspectos a tener en cuenta como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son factores importantes a la hora de seleccionar un tipo de robot. A su vez debemos de prestar importancia al tipo de programación, si requiere o no de mucha flexibilidad ante el número de productos o definir la importancia de la cadencia.
Las PYMES buscan optimizar las producciones, eliminar las paradas de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. La gran capacidad que posé la IA ayuda a las PYMES optimizar sus producciones. La monitorización de los entornos productivos y su optimización automatizada, es viable gracias a la obtención de la información en un ordenador y una toma a Ethernet.
Es por ello que los robots colaborativos han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de instalar con muchos de las mismas capacidades que disponen los robots tradicionales, pero más baratos en muchos sentidos para todas las empresas de fabricación, sin tener en cuenta tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los brazos robóticos industriales son pesados, están montados en puestos estables y están diseñados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Estas particularidades tan importantes para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
Además, requieren de jaulas de seguridad para garantizar la integridad de los trabajadores, necesitan de operarios formados en programación e inversiones que superan los cien mil euros en función de los accesorios. Los cobots ofrecen a las pequeñas empresas la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de lotes reducidos con unos costos muy inferiores que el de los robots industriales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € tenemos a nuestra disposición cobots de mediana carga que tendrán un retorno del dinero invertido que será inferior al año.
Cuando las empresas de automatización inician un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El estudio de todos los factores detectados hasta el momento determinará si debemos de adquirir un brazo robótico tradicional o cobot. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar la forma de integrarlos.
Cabe señalar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos requiere de la incorporación de operarios con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial precisa de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a las personas a adaptarse a los nuevos procesos.
A continuación nos gustaría recalcar los principales beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La integración en los cobots de interfaces muy intuitivas permite que los trabajadores sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI desplazan el brazo robótico a los puntos de referencia establecidos. Incluso la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la programación de los procesos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el operario guía el brazo cobot con la mano. El cobot memoriza las coordenadas a realizar para seguido repetir el programa de manera automática.
¿Es cierto que son seguros los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados equipos de seguridad pero por ello no quiere decir que sean 100% seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan trabajar sin barreras de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de zona o velocidades de trabajo reducidas. Si elegimos un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots cumplan con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar un cobot es mucho menor en comparación con la de los robots tradicionales. 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 Vizcaya o en Extremadura, por poner un ejemplo.
Coger y dejar materiales con soluciones automatizadas
Algunas de las aplicaciones en donde más se emplean es en los procesos mover piezas y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son tareas repetitivas llevados a cabo tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Históricamente, los artículos con lotes cortos eran fabricados de la mano de los operarios, sin embargo las series largas de piezas necesitan de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos robots son especialmente eficaces en industrias como la fabricación.
Abastecimiento de máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se emplean los cobots. Su facilidad de programación permite que los trabajadores de los centros de mecanizado programen y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para realizar otros procesos o dirigir varias máquinas a la vez, lo que aumenta el rendimiento de la producción. Ahora los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los cobots para aumentar sus capacidades. Sobre todo se emplean en el transporte de materias primas a centros de mecanizado.
Envasado y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los robots colaborativos es en soluciones de pick & place de piezas. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se precisa de un alcance de brazo mayor. En dichas soluciones destacan todas aquellas tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen conllevar la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan de manera adecuada a las características de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial con frecuencia se integran en robots colaborativos para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras aplicaciones que precisan que el brazo robótico realice unas trayectorias uniformes como sucede en las operaciones de soldadura o de dispensación. Para conseguirlo, habitualmente se emplean simuladores para esta aplicación y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para lograr movimientos más rápidos y disminuir el número de fallos.
Cobots para la inspección de calidad automática
Las cámaras de visión que se añaden a los brazos robóticos pueden hacer que la inspección de calidad de los componentes sea fácil. Montar una cámara sobre un robot puede ser de ayuda en el cambio rápido de productos. La adopción de los robots colaborativos aumentará a medida que se conviertan en una herramienta más en sectores como el del procesamiento de alimentos y el logístico. Es una realidad que la incorporación de los robots colaborativos, y especialmente la consecución de la colaboración entre operarios y sistemas robóticos, está logrando disminuir el precio de producción y aumentar la productividad.