Si hablamos de automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir la máquina robótica a tenor de las particularidades del proceso como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es necesario que se dé una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Puede que aparente ser muy sencillo tomar una solución generalizada, pero a decir verdad, los conceptos se confunden entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada nuevo proceso.
Al referirnos a la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de las capacidades que tenemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que aumenten en exceso las nuevas incorporaciones de personal. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que tienen los cobots en las pequeñas y medianas empresas, según un informe hecho antes de la pandemia de IFR.org, el mercado de los cobots 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 cobot
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para producir con series más largas de componentes que requieren de pocos cambios de formatos, sin embargo los robots colaborativos se ajustan con mayor sencillez a las series cortas de producción que necesitan gran cantidad de cambios de productos.
Si queremos investigar en profundidad por qué es más adecuado agregar un cobot podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la aplicación y los protocolos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetitividad que disponen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos procesos que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que diseñan softwares especializados para procesos de soldadura, movimiento componentes o de picking que incluyen si es necesario IA. Otros aspectos a valorar como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son factores importantes a la hora de elegir una u otra aplicación. Del mismo modo debemos de prestar atención al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante el número de productos o definir la importancia de si la cadencia puede ser un factor determinante.
Existe una tecnología que está ayudando a las empresas lograr sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. La gran capacidad que posé la IA ayuda a las PYMES aumentar sus capacidades. La monitorización de los entornos productivos y su optimización automatizada, se debe gracias a la obtención de la información en un ordenador y una conexión a Ethernet. Por todos los argumentos anteriormente mencionados, los cobots han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de implementar con prácticamente las mismas capacidades que tienen los robots tradicionales, solo que menos costosos en muchos sentidos para las empresas industriales, sin tener en cuenta tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los robots tradicionales son fuertes, se instalan sobre bases fijas y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las producciones de alta velocidad. Estas particularidades tan potentes para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
Hay que tener en cuenta que necesitan jaulas de seguridad para preservar la seguridad de los operarios, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los pequeños robots ofrecen a las compañías pequeñas la opción de automatizar procesos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos muy inferiores que el de los robots tradicionales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 € tenemos a nuestra disposición robots colaborativos de media carga que generarán un retorno del dinero invertido que será inferior al año.
Cuando las compañías de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es el proceso que se va a realizar y el plazo para obtener el ROI. El estudio de los detalles detectados hasta el momento dictaminará si tenemos que comprar un robot industrial o cobot. Si se da el caso robots que han quedado en desuso y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, en primer lugar intentaremos buscar la forma de integrarlos.
Cabe señalar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a mejorar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos precisa de la incorporación de operarios con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial implica la necesidad de realizar una estrategia de formación que acompañe a los trabajadores a adaptarse a las nuevas aplicaciones.
A continuación queremos resumir algunos de los beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La implementación en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy sencillas permite que los trabajadores sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos que aparecen la HMI mueven el brazo robótico a los puntos de referencia establecidos. Incluso muchos de los cobots permiten la configuración de los procesos de manera manual. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el trabajador guía el robot colaborativo con manualmente. El cobot aprende la ruta a seguir para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Es cierto que son seguros los cobots?
Los robots colaborativos disponen de equipos de seguridad, pero no quiere decir que sean 100% seguros. Disponen de una potencia limitada para que puedan funcionar sin vallados de seguridad, pero únicamente después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la integración de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de zona o velocidades de operación más bajas. Al instalar un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots sean conformes con los estándares industriales. El precio inicial a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor en comparación con la de los robots tradicionales y tienen un consumo de energía muy bajo. 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 Valencia o en Madrid, por poner un ejemplo.
Elegir y colocar piezas de manera automática
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos transportar productos y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran hechos de la mano de los trabajadores, sin embargo los lotes de alto volumen precisan de un grado de automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos robots son especialmente útiles en procesos como la manufactura.
Carga y descarga de máquinas automáticas
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se utilizan los robots colaborativos. Al ser muy fáciles de programar ayuda a los trabajadores de los CNC configuren y ejecuten rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para desempeñar otros procesos o llevar varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los robots colaborativos para aumentar sus prestaciones. Principalmente se utilizan para el envío de materiales a centros de mecanizado.
Embalaje y paletizado de los productos
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están teniendo los cobots es en soluciones de pick & place de materiales. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se requiere de una manipulación con mayor carga útil. En todas estas soluciones destacan todas aquellas tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estas tareas suelen conllevar 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 robots colaborativos para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras soluciones que necesitan que el robot colaborativo realice unas rutas continuas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de encolado. En muchas ocasiones se utilizan simuladores para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para lograr movimientos más rápidos y reducir el número de fallos.
Control de los productos de forma automatizada
La visión en 3D que se añaden a los robots colaborativos pueden lograr que la supervisión de las piezas sea fácil. Montar un sistema de visión sobre un robot industrial puede ayudar en el cambio de un producto a otro. La llegada de los robots aumentará a medida que se vean como un elemento común en industrias como el del procesamiento de alimentos y el retail. No cabe duda que automatizar por medio de la robótica colaborativa, y más concretamente la llegada de la colaboración entre operarios y sistemas robóticos, está permitir disminuir los costos de fabricación y aumentar la productividad.