Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir el equipo a tenor de las características del proceso como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es necesario que exista una colaboración entre un operario y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada pero la realidad es que las líneas se mezclan entre sí en función de las particularidades de cada nuevo proceso.
Al referirnos a la optimización de los procesos productivos estamos hablando de la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al incremento de los pedidos sin que se incrementen en demasía las nuevas incorporaciones de trabajadores. Con el fin de hacernos una idea aproximada del crecimiento que están teniendo los cobots en las pequeñas y medianas empresas, según un informe hecho previo a la irrupción del coronavirus de IFR.org, el mercado de los cobots será de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados a nivel global con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para producir con series más largas de piezas que requieren de escasos cambios en las producciones, mientras que los cobots se ajustan con mayor sencillez a las series cortas de producción que precisan gran cantidad de cambios de modelos. Si queremos analizar en profundidad cuándo es más adecuado agregar un robot colaborativo debemos de estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del trabajo. Hay que indicar que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son realmente parecidos.
Para que sirven los robots colaborativos
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas aplicaciones que los robots tradicionales gracias a que se están creando un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que proporcionan softwares especializados para procesos de soldadura, movimiento piezas o de picking que agregan si lo requiere IA. Otros factores a tener en cuenta como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, pueden ser determinantes a la hora de elegir un cobot o un robot industrial. También debemos de prestar importancia al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de la cadencia.
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 tiene el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas aumentar sus fabricaciones. La monitorización de los entornos productivos y sus correspondientes ajustes automáticos, es posible gracias a la recopilación de la información en un PC y una simple vía a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos se están volviendo muy populares porque son más fáciles de instalar con prácticamente los mismos beneficios que tienen los robots industriales, pero más baratos en diferentes aspectos para las empresas industriales, independientemente de 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 producciones con ciclos muy elevados. Dichas características tan potentes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
También necesitan de vallados de seguridad para garantizar la integridad de los operarios, necesitan de expertos en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los pequeños robots ofrecen a las PYMES la opción de automatizar tareas repetitivas de pequeñas y grandes series con unos costos menores que el de los robots tradicionales. Habitualmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € podemos encontrar cobots de hasta 5 kg que generarán un retorno de la inversión que puede ser de 12 meses.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, en primer lugar estudian la aplicación que se va a realizar y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El estudio de todos los factores detectados anteriormente dictaminará si debemos de adquirir un robot tradicional o un colaborativo. Si existen robots que han quedado en desuso y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, la primera opción se centrará en buscar la forma de integrarlos. Cabe señalar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está ayudando a las compañías a aumentar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas precisa de la incorporación de operarios con nuevos perfiles. Este proceso de transformación requiere de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a los operarios a implicarse a los nuevos procesos.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los robots colaborativos.
La incorporación en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos que se muestran la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Además muchos de los robots colaborativos permiten la programación de los procesos manualmente. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el operador guía el el brazo robótico con la mano. El cobot memoriza la ruta a realizar para después repetir el programa de manera automática.
¿Cómo es la seguridad de un robot colaborativo?
Los cobots llevan integrados sistemas de seguridad pero por ello no quiere decir que sean 100% seguros. Disponen de una fuerza limitada para que puedan trabajar sin barreras de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado del informe podría indicar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o velocidades de trabajo más bajas. 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 robots colaborativos es muy inferior en comparación con los robots industriales y disponen de un tamaño reducido para minimizar los requisitos de espacio. 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 Cantabria o en La Rioja por poner un ejemplo.
Elegir y colocar productos de manera automática
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos pick & place y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por humanos como por cobots. Tradicionalmente, los artículos de bajo volumen eran desarrollados por los operarios, mientras que los lotes de alto volumen necesitan de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos robots son especialmente útiles en procesos como el embalaje.
Abastecimiento de centros de mecanizado
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {uno de los procesos en los que más se emplean los robots colaborativos. Al ser muy fáciles de configurar ayuda a los operadores de los centros de mecanizado programen y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para llevar a cabo otras tareas o controlar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente los robots AGV están cooperando con éxito con los robots colaborativos con el fin de ampliar sus capacidades. Principalmente se utilizan para el transporte de componentes a máquinas CNC.
Envasado y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo este tipo de robots es en soluciones de carga y descarga de productos. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se precisa de una manipulación con mayor carga útil. Entre estos procesos sobresalen las tareas que siendo repetitivas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de realizar el envío. Estos procesos suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas cargas que se ajustan perfectamente a las particularidades de los robots colaborativos. Los sistemas de visión en 3D con frecuencia se integran en cobots para mejorar la calidad del producto.
Hay otras aplicaciones que requieren que el cobot trace unas trayectorias uniformes como sucede en las operaciones de soldadura o de encolado. En muchas ocasiones se utilizan softwares para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para lograr ciclos más rápidos y reducir el número de fallos.
Cobots para la inspección de calidad robotizado
La visión en 3D que se incorporan a los cobots pueden hacer que la inspección de calidad de los componentes sea ágil. Agregar un equipo de visión en 3D sobre un robot puede ser de ayuda en el cambio rápido de productos. La adopción de los robots crecerá aún más que se transformen en una herramienta más en sectores como el del procesamiento de alimentos y el logístico. Es una realidad que automatizar por medio de los robots, y especialmente la consecución de la colaboración entre humanos y robots, está logrando disminuir los costos de fabricación e incrementar la productividad.