Al hablar de automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir el robot en función de las características del proceso como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es preciso que se dé una colaboración entre un trabajador 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 mezclan 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 los recursos que disponemos para hacer frente al incremento de los pedidos sin que aumenten en demasía las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de hacernos una idea aproximada de la gran aceptación que están viviendo los cobots en diferentes sectores manufactureros, según un informe realizado antes de prepandemia de IFR.org, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados en el mundo con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para poder trabajar con producciones más largas de piezas que precisan de escasos cambios en las producciones, en cambio los robots colaborativos se ajustan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que requieren gran cantidad de cambios de productos. Si queremos estudiar en profundidad cuándo es mejor integrar un cobot debemos de fijarnos en la potencia de carga 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 cobots
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos trabajos que los robots industriales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que ofrecen softwares especializados para procesos de paletizado, movimiento piezas o de picking que incluyen si lo requiere inteligencia Artificial. Otros aspectos a valorar como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, perfectamente pueden ser aspectos importantes para decidirse en favor de una u otra aplicación. También necesitamos prestar atención al tipo de programación, si necesita de mucha flexibilidad ante el número de formatos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Las compañías tienen a su alcance de herramientas que les permiten lograr sus objetivos. La gran capacidad que posé la inteligencia artificial permite también a las pequeñas empresas aumentar sus capacidades. La gestión 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 hechos indicados, los cobots se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de instalar con muchos de los mismos beneficios que tienen los robots tradicionales, pero con menos costes en diferentes aspectos para todas las empresas productivas, sin tener en cuenta su tamaño.
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Los robots industriales son pesados, se sitúan sobre bases fijas y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Estas características tan potentes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
Hay que tener en cuenta que requieren de vallados de seguridad para garantizar la seguridad de los operarios, necesitan de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que con gran facilidad superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los robots colaborativos garantizan a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar tareas repetitivas de lotes cortos y medianos con unos costes menores que el de los robots industriales. Por lo general, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros podemos encontrar cobots de mediana carga que tendrán un retorno del dinero invertido que por lo general suele rondar el año.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de robótica, en primer lugar estudian la aplicación en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El análisis de los detalles señalados hasta el momento dictaminará si tenemos que comprar un brazo robótico industrial o cobot. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, intentaremos buscar el modo de adaptarlos. Cabe señalar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las empresas a mejorar su ventaja competitiva. El cambio de modelo productivo requiere de la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial precisa de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a los trabajadores a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos encantaría recordar los principales beneficios de los robots colaborativos.
La incorporación en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas permite que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que se muestran la HMI mueven el robot a los puntos de referencia indicados. Incluso la gran mayoría 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 trabajador guía el cobot con manualmente. El cobot memoriza las coordenadas a seguir para después repetir el programa de manera automática.
¿Es cierto que son seguros los robots colaborativos?
Los cobots llevan incorporados equipos de seguridad, pero por ello no quiere decir que sean totalmente seguros. Disponen de una potencia limitada para que puedan operar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres de área o velocidades de trabajo más bajas. Si elegimos un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares de la industria. El costo inicial a la hora de comprar robots colaborativos es muy inferior al de los robots tradicionales y disponen de un tamaño pequeño 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 Teruel o en Huesca por poner un ejemplo.
Procesos de pick & place con cobots
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por humanos como por robots colaborativos. Tradicionalmente, los procesos con lotes cortos eran hechos de la mano de los operarios, sin embargo, las series largas de piezas requieren de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los cobots son especialmente útiles en procesos como la logística.
Carga y descarga de centros de mecanizado
El abastecimiento de CNC es {uno de los procesos en los que más se emplean los robots colaborativos. Su facilidad de programación permite que los operarios de los centros de mecanizado programen y produzcan rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para llevar a cabo otros procesos o dirigir varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los robots colaborativos para mejorar sus capacidades. Sobre todo se utilizan para el transporte de piezas a centros de mecanizado.
Picking de los pedidos y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están teniendo los robots colaborativos es en soluciones de carga y descarga de materiales. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se precisa de una manipulación con mayor peso. Entre estos procesos destacan todas las tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el armado de cajas antes de enviar el pedido. Estos procesos suelen dedicarse a la manipulación de pequeñas piezas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los cobots. Los sistemas de visión en 3D con frecuencia se combinan con los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto.
Existen otras soluciones que requieren que el robot colaborativo trace unas trayectorias fijas como sucede en las soldaduras robotizadas o de dispensación. En muchas ocasiones se emplean simuladores para esta aplicación y se mejoran por medio de programación fuera de línea con simulación para obtener movimientos más rápidos y disminuir la cantidad de fallos.
Robots colaborativos para la inspección de calidad robotizado
Las cámaras de inspección de metrología que se incorporan a los robots son capaces de hacer que el control de las piezas sea fácil. Agregar una cámara de alta resolución sobre un robot colaborativo puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de lotes de piezas. La llegada de los robots colaborativos crecerá aún más que se vean como una máquina más en sectores como el del procesamiento de alimentos y el retail. Es evidente que automatizar por medio de los robots colaborativos, y más concretamente la llegada de la colaboración entre operarios y máquinas, está logrando disminuir los costos de producción y aumentar la productividad.