Al hablar de automatizar un proceso productivo, es imprescindible seleccionar el robot a tenor de las particularidades de la aplicación como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una colaboración entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Parece que es muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo la realidad es que las líneas se confunden entre sí a medida que vamos sumando las dificultades de cada proyecto.
Al referirnos a la mejora de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible la capacidad de reacción ante el aumento de las producciones sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada del crecimiento que están teniendo los cobots en la industria, según un informe realizado previo a la llegada del covid-19 de IFR.org, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados en el mundo con un importe que rondará los 5 billones de dólares. Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para producir con producciones más largas de componentes que necesitan de escasos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se ajustan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que necesitan un mayor número de cambios de productos.
Definición de robot colaborativo
Si queremos estudiar en profundidad por qué es mejor integrar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que necesita la aplicación y los requisitos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetición que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son muy similares. Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente los mismos trabajos que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que proporcionan softwares especializados para trabajos de paletizado, movimiento piezas o de picking que incluyen si lo requiere inteligencia Artificial.
Para que sirven los cobots
Otros aspectos a valorar como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, perfectamente pueden ser aspectos importantes para decidirse en favor de una u otra aplicación. También debemos de prestar atención al tipo de programación, si requiere o no de una máxima flexibilidad ante el número de formatos o definir la importancia de la cadencia.
Las PYMES necesitan optimizar las producciones, suprimir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas optimizar sus producciones. La monitorización de los entornos operativos y la mejora de los mismos, es posible gracias a la recopilación de datos en un PC y una conexión a Ethernet. Por todos los argumentos señalados, la robótica colaborativa se está volviendo muy populares porque son más fáciles de instalar con muchos de las mismas características que tienen los robots tradicionales, pero con menos costes en muchos sentidos para todas las empresas productivas, sin tener en cuenta el número de operarios que tenga.
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Los brazos robóticos industriales son fuertes, se ubican sobre bases estables y están diseñados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Dichas particularidades tan importantes para un gran número de trabajos, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
También precisan de celdas de seguridad para velar por la integridad de los trabajadores, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación y potentes inversiones que superan los cien mil euros en función de la tecnología que integran. Los cobots ofrecen a las compañías pequeñas la opción de automatizar procesos repetitivos de lotes reducidos con unos costes menores al de los robots industriales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 euros podemos adquirir cobots de hasta 5 kg que tendrán un retorno de la inversión 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 en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El estudio de todos los aspectos indicados anteriormente determinará si tenemos que comprar un robot industrial o cobot. Si existen robots que han quedado en desuso y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, en primer lugar intentaremos buscar la forma de adaptarlos. Cabe señalar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las compañías a mejorar su ventaja competitiva. La automatización de los procesos repetitivos conlleva la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial precisa de la necesidad de realizar una estrategia de formación que acompañe a los operarios a adaptarse a los nuevos procesos.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La implementación en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas ayuda a que los operarios sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Además muchos de los cobots permiten la configuración de los procesos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que únicamente el operario mueve el brazo robótico con la mano. El cobot memoriza la ruta a realizar para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Son confiables los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados sistemas de seguridad, pero por ello no significa que sean totalmente confiables. Tienen una fuerza limitada para que puedan funcionar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o velocidades de operación más bajas. Si elegimos un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares de la industria. El precio de compra 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 toda España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar robots colaborativos en Valladolid o en Zaragoza por poner un ejemplo.
Coger y dejar materiales con sistemas automáticos
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos pick & place y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, las series de bajo volumen eran hechos de la mano de las personas, mientras que las series largas de piezas precisan de una automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los cobots son especialmente útiles en industrias como la fabricación.
Abastecimiento de máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas CNC es {uno de los procesos en los que más se emplean los cobots. Al ser muy sencillos de configurar ayuda a los operarios de los CNC configuren y produzcan rápidamente un lote 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 las aplicaciones robóticas móviles están cooperando con éxito con los cobots para ampliar sus capacidades. Principalmente se dedican al transporte de componentes a centros de mecanizado.
Picking de los pedidos y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo los cobots es en soluciones de pick & place de productos. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se requiere de una manipulación con mayor carga útil. Entre estos procesos destacan todas las tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen necesitar el transporte de pequeñas piezas que se adaptan perfectamente a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial a menudo se integran en cobots para mejorar la calidad del producto.
Existen otras soluciones que requieren que el brazo robótico trace unas rutas uniformes como sucede en las operaciones de soldadura o de dispensación. La mayoría de las veces se emplean software de simulación para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener movimientos más rápidos y reducir el índice de fallos.
Control de los productos de manera automática
Los sistemas de visión en 3D que se utilizan a los brazos robóticos pueden hacer que el control de los componentes sea rápida. Colocar un equipo de visión en 3D sobre un cobot puede ayudar en el cambio de un producto a otro.
La integración de los brazos robóticos crecerá aún más que se vean como una herramienta más en sectores como el del procesamiento de alimentos y el retail. Es evidente que automatizar por medio de los robots, y sobre todo la consecución de la colaboración entre trabajadores y sistemas robóticos, está logrando disminuir los costos de producción e incrementar la productividad.