Cuando nos referimos a automatizar un proceso, debemos de seleccionar el equipo a tenor de las características del proceso como puede ser la velocidad, el espacio necesario, y si es necesario que exista una cooperación entre un operario y un robot (HRC) cuando sea necesario. Parece que es muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo la realidad es que las líneas se mezclan entre sí en función de las dificultades de cada proyecto.
Al buscar la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al aumento de los pedidos sin que aumenten en exceso las contrataciones de trabajadores. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que están teniendo los robots colaborativos en diferentes sectores manufactureros, según un informe hecho previo a la irrupción del coronavirus de IFR.org, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del total de brazos robóticos instalados en el mundo con un valor que rondará los 5 billones de dólares.
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido diseñados para poder trabajar con series más largas de componentes que requieren de pocos cambios en las producciones, sin embargo los cobots se adaptan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que precisan gran cantidad de cambios de productos. Si deseamos investigar con mayor detenimiento por qué es más adecuado integrar un cobot podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que necesita la aplicación y los protocolos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que disponen los fabricantes para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos trabajos que los robots tradicionales gracias a que se están creando un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que ofrecen 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 una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son perfectamente factores importantes para decantar la balanza en favor de un cobot o un robot industrial. Del mismo modo necesitamos prestar atención al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de la velocidad.
Hay una tecnología que está ayudando a las PYMES a alcanzar sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. Las posibilidades que ofrece actualmente el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para mejorar las producciones. La monitorización de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, se debe gracias a la recopilación de la información en un PC y una conexión a Ethernet. Es por ello que los cobots han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de instalar con prácticamente las mismas características que tienen los robots tradicionales, solo que menos costosos en diferentes aspectos para las empresas industriales, independientemente del sector al que se dediquen.
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Los brazos robóticos tradicionales son robustos, están montados en puestos estables y están diseñados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones de alta velocidad. Dichas características tan potentes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios. Además, necesitan de celdas de seguridad para preservar la integridad de los trabajadores, requieren de expertos en programación y potentes inversiones que superan los cien mil euros en función de los equipos periféricos. Los cobots ofrecen a las pequeñas empresas la posibilidad de automatizar trabajos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos muy inferiores al de los robots industriales. Habitualmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de mediana carga que generarán un retorno del dinero invertido que por lo general suele rondar el 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 análisis de los detalles señalados anteriormente determinará si debemos de adquirir un brazo robótico tradicional o un colaborativo. Si se da el caso brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, la primera opción se centrará en buscar el modo de integrarlos. Hay que recordar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está ayudando a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas conlleva la incorporación de trabajadores con nuevos perfiles. Esta revolución industrial implica la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a las personas a implicarse a las nuevas aplicaciones.
Beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales
La implementación en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas permite que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI mueven el brazo robótico a los puntos de referencia indicados. Incluso gran parte de los robots colaborativos permiten la configuración de los procesos de manera manual. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que únicamente el programador guía el brazo robótico con manualmente. El cobot memoriza la ruta a seguir para seguido repetir el programa de manera automática.
¿Son seguros los cobots?
Los robots colaborativos llevan incorporados equipos de seguridad, pero no quiere decir que sean totalmente seguros. Disponen de una fuerza limitada para que puedan operar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la integración de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o reductores de velocidad. Si elegimos un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos cumplan con los estándares de la industria. El coste inicial a la hora de comprar cobots es muy inferior en comparación con el de los robots tradicionales. 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 Castilla y León o en Castilla la Mancha por poner un ejemplo.
Elegir y colocar piezas de manera automatizada
Algunas de las aplicaciones en donde más se emplean es en los procesos transportar productos y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos llevados a cabo tanto por operarios como por cobots. Tradicionalmente, los procesos de bajo volumen eran hechos por los operarios, mientras que los lotes de alto volumen necesitan de un grado de automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los cobots son especialmente útiles en procesos como la manufactura.
Carga de máquinas CNC
El abastecimiento de CNC es {uno de los procesos en los que más se utilizan los cobots. Su facilidad de configuración permite que los operarios de las máquinas CNC programen y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para desempeñar otras tareas o encargarse de varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los robots colaborativos para mejorar sus capacidades. Sobre todo se utilizan para el transporte de materias primas a máquinas automáticas.
Picking de los pedidos y células de paletizado
Entre las aplicaciones en donde mayor aceptación están teniendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de productos. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se requiere de un alcance de brazo mayor. En dichas soluciones destacan las tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen conllevar el transporte de pequeñas cargas que se adaptan de manera adecuada a las características de los cobots. Los sistemas de visión en 3D con frecuencia se combinan con los brazos robóticos para optimizar el proceso de control de calidad. Existen otras soluciones que requieren que el robot trace unas trayectorias fijas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. Para conseguirlo, habitualmente se utilizan software de simulación para esta aplicación y se mejoran por medio de programación fuera de línea con generación de código para lograr movimientos más rápidos y disminuir el índice de fallos.
Mejora de la calidad de los productos con supervisión robótica
Las cámaras de inspección de metrología que se emplean a los robots colaborativos son capaces de hacer que el control de las piezas sea fácil. Montar un equipo de visión en 3D sobre un robot industrial puede ayudar en el cambio de un producto a otro. La integración de los brazos robóticos aumentará a medida que se transformen en un elemento común en industrias como el de la medicina y el logístico. Es evidente que automatizar por medio de los robots, y en concreto la llegada de la colaboración entre trabajadores y sistemas robóticos, está permitir reducir los costos de fabricación y aumentar la productividad.