Cuando nos referimos a automatizar un proceso, es imprescindible seleccionar el robot en función de las particularidades del proceso como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es preciso que se dé una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo precise. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada, pero a decir verdad, las líneas se mezclan entre sí en función de las características de cada nuevo proceso.
Al buscar la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de las capacidades que disponemos para hacer frente al aumento de los pedidos sin que aumenten en exceso las nuevas incorporaciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada de la gran aceptación que están teniendo los brazos robóticos en diferentes sectores manufactureros, según un informe realizado previo a la irrupción del coronavirus de la Federación Internacional de Robótica, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados en el mundo con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para poder trabajar con producciones más largas de componentes que necesitan de escasos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se adaptan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que necesitan gran cantidad de cambios de modelos. Si queremos investigar con más precisión cuándo es más adecuado integrar un cobot debemos de fijarnos en la capacidad de carga útil que necesita la muñeca y los requisitos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetición que disponen los fabricantes para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas aplicaciones que los robots tradicionales gracias a que se están creando un potente ecosistema de proveedores que diseñan softwares especializados para trabajos de paletizado, manipulación piezas o de picking que agregan si lo requiere inteligencia Artificial. Otros factores a tener en cuenta como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, perfectamente pueden ser factores importantes para decidirse en favor de un tipo de robot. También necesitamos prestar atención al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante los cambios de formatos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Las compañías necesitan optimizar las fabricaciones, eliminar las paradas de las máquinas y reducir el tiempo de retorno de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la IA permiten también a las pequeñas empresas optimizar sus producciones. La monitorización de los entornos productivos y la optimización de los mismos, es viable gracias a la recopilación de la información en un PC y una simple vía a Ethernet. Por todos los argumentos anteriormente mencionados, los robots colaborativos han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de implementar con muchos de las mismas capacidades que tienen los robots industriales, solo que menos costosos en muchos sentidos para las empresas industriales, sin tener en cuenta el número de operarios que tenga.
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Los robots tradicionales son pesados, se sitúan sobre bases fijas y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones de largas series. Dichas particularidades tan importantes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios. También requieren de vallados de seguridad para velar por la seguridad de los operarios, requieren de operarios formados en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los cobots ofrecen a las PYMES la opción de automatizar procesos repetitivos de lotes reducidos con unos costos muy inferiores al de los robots tradicionales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros podemos adquirir cobots de mediana carga que generarán un ROI que puede ser de 12 meses.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, lo primero que analizan es el proceso en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El análisis de todos los factores indicados anteriormente determinará si debemos de adquirir un robot tradicional o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, se intentará buscar la forma de integrarlos. Hay que recordar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas requiere de la incorporación de trabajadores con nuevas capacidades. Esta revolución industrial requiere de la necesidad de realizar un plan de capacitación que acompañe a los trabajadores a implicarse a las nuevas aplicaciones.
Beneficios de los robots colaborativos
La integración en los robots colaborativos de pantallas táctiles muy sencillas permite que los trabajadores sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia deseados. Además gran parte de los cobots permiten la programación de los procesos de manera manual. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que simplemente el operario mueve el brazo robótico con manualmente. El cobot memoriza la trayectoria a realizar 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% confiables. Tienen una potencia limitada para que puedan funcionar sin vallados de seguridad, pero solo después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado del informe podría indicar la integración de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de zona o reductores de velocidad. Si elegimos un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos cumplan con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar cobots es inferior si lo comparamos con la de los robots tradicionales y tienen un consumo de energía que ronda los 1000 watios. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar robots colaborativos en Aragón o en Galicia por poner un ejemplo.
Aplicaciones de pick & place con robots colaborativos
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos pick & place y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos llevados a cabo tanto por operarios como por cobots. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran fabricados por las personas, sin embargo las series largas de piezas precisan de un grado de automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente útiles en procesos como la fabricación.
Abastecimiento de centros de mecanizado
El abastecimiento de centros de mecanizado es {una de las soluciones en las que más se utilizan los cobots. Al ser muy sencillos de programar ayuda a los operarios de los CNC configuren y ejecuten rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los operarios para desempeñar otras tareas o encargarse de varias máquinas a la vez, lo que aumenta el rendimiento de la producción. Actualmente los robots AMR están cooperando con éxito con los robots colaborativos con el fin de mejorar sus prestaciones. Principalmente se dedican al envío de materiales a máquinas automáticas.
Embalaje y paletizado de los productos
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo los robots colaborativos es en procesos de carga y descarga de componentes. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se requiere de una manipulación con mayor peso. Entre estos procesos destacan todas aquellas tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el armado de cajas antes de realizar el envío. Estas tareas suelen conllevar el transporte de pequeñas piezas que se adaptan de manera adecuada a las características de los robots colaborativos. Los sistemas de visión artificial a menudo se combinan con los brazos robóticos para optimizar el proceso de control de calidad. Hay otras soluciones que precisan que el brazo robótico trace unas rutas continuas como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. Para lograrlo, habitualmente se emplean simuladores para estos procesos y se mejoran por medio de programación fuera de línea con simulación para lograr ciclos más rápidos y reducir la cantidad de errores.
Control de calidad de los procesos con cobots
Las cámaras de visión que se emplean a los robots son capaces de lograr que la inspección de calidad de las piezas sea sencilla. Agregar un sistema de visión sobre un robot colaborativo puede ser de gran utilidad en el cambio de un producto a otro. La llegada de los cobots crecerá a medida que se transformen en una herramienta más en sectores como el de los laboratorios y el retail. Es un hecho que la incorporación de la robótica industrial, y sobre todo la llegada de la colaboración entre trabajadores y máquinas, está logrando reducir el precio de producción y aumentar la productividad.