Si hablamos de automatizar un proceso productivo, es imprescindible elegir la máquina automática en función de las particularidades del proceso como puede ser la velocidad, la capacidad de carga, y si es imprescindible que se dé una colaboración entre un trabajador y la colaboración humano robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo a decir verdad, las líneas se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las características de cada proyecto.
Al buscar la mejora de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que disponemos a nuestro alcance para dar respuesta al 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 robots colaborativos en las pequeñas y medianas empresas, según un estudio realizado previo a la llegada del covid-19 de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los cobots será de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados en el mundo con un valor que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
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 pocos cambios en las producciones, sin embargo los cobots se adaptan con gran sencillez a las series cortas de fabricación que precisan un mayor número de cambios de productos. Si pretendemos analizar en profundidad por qué es más adecuado agregar un cobot debemos de estudiar en la potencia de carga que necesita la muñeca y los protocolos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetitividad que disponen los proveedores para ambos tipos de robots son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas aplicaciones 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 soldadura, manipulación piezas o de pick & place que incluyen si lo requiere inteligencia Artificial. Otros aspectos a tener en cuenta como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son perfectamente factores trascendentales para decidirse en favor de un cobot o un robot industrial. Del mismo modo necesitamos prestar atención al tipo de programación, si requiere o no de mucha flexibilidad ante el número de formatos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Hay una tecnología que está ayudando a las PYMES a alcanzar sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. La gran capacidad que posé la inteligencia artificial ayuda a las PYMES aumentar su capacidad productiva. El control de los entornos de las fabricaciones y la optimización de los mismos, es viable gracias a la recopilación de la información en un ordenador y una toma a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos han cobrado gran relevancia porque son más fáciles de implementar con muchos de los mismos beneficios que aportan los robots tradicionales, pero con menos costes en diferentes aspectos para las empresas industriales, sin tener en cuenta tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los brazos robóticos industriales son fuertes, se instalan sobre bases fijas y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las producciones de largas series. Estas capacidades tan avanzadas para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los cambios.
Además, necesitan de vallados de seguridad para preservar la integridad de los operarios, necesitan de personal con conocimientos avanzados en programación y potentes inversiones que superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los robots colaborativos garantizan a las compañías pequeñas la opción de automatizar tareas repetitivas de lotes reducidos con unos costos menores que el de los robots industriales. Habitualmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de media carga que generarán un retorno de la inversión que puede ser de 12 meses.
Cuando las compañías de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es el proceso que se va a realizar y el tiempo del ROI. El estudio de los detalles señalados hasta el momento determinará si tenemos de adquirir un brazo robótico tradicional o un colaborativo. Si se da el caso robots que han quedado en desuso y que por sus capacidades se pueden reacondicionar al proceso, se intentará buscar el modo de integrarlos. Cabe señalar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. El cambio de modelo productivo conlleva la incorporación de operarios con nuevos perfiles. Este proceso de transformación implica la necesidad de llevar a cabo un plan de formación que acompañe a las personas a implicarse a los nuevos procesos.
A continuación nos encantaría recalcar algunos de los beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La integración en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas permite que los trabajadores sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que se muestran la HMI mueven el robot a los puntos de referencia deseados. Además la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la programación de los equipos de manera manual. Otro método de programación es la programación manual, en el que simplemente el programador guía el brazo cobot con manualmente. El cobot aprende la trayectoria 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 no significa que sean 100% seguros. Tienen una fuerza limitada para que puedan funcionar sin protecciones de seguridad, pero solo después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la integración de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de área o velocidades de trabajo más bajas. Al instalar un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los robots sean conformes con los estándares de la industria. El costo inicial a la hora de comprar robots colaborativos es muy inferior si lo comparamos con los robots industriales y tienen un consumo de energía que ronda los 1000 watios. 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 Ciudad Real o en Cádiz por poner un ejemplo.
Aplicaciones de pick & place con cobots
Algunas de las soluciones en donde más se utilizan es en los procesos mover piezas y el ensamblaje de componentes electrónicos. Todos ellos son tareas repetitivas llevados a cabo tanto por trabajadores como por robots colaborativos. Históricamente, las series de bajo volumen eran hechos por los trabajadores, mientras que los lotes de alto volumen necesitan de una automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, los cobots son especialmente útiles en procesos como la logística.
Atención de centros de mecanizado
El abastecimiento de centros de mecanizado es {uno de los procesos en los que más se emplean los cobots. Su facilidad de programación permite que los operadores de las máquinas CNC configuren y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los operarios para desempeñar otras tareas o dirigir varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora los robots AGV están trabajando con éxito con los robots colaborativos para mejorar sus capacidades. Principalmente se utilizan para el envío de piezas a máquinas CNC.
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 productos. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se precisa de un alcance máximo mayor. En todas estas soluciones destacan todas las tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de realizar el envío. Estas tareas suelen necesitar la manipulación de pequeñas cargas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los robots colaborativos. Los sistemas de visión artificial con frecuencia se combinan con los brazos robóticos para mejorar la calidad del producto. Hay otras aplicaciones que necesitan que el cobot trace unas rutas uniformes como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se utilizan softwares para estos procesos y se mejoran por medio de programación fuera de línea con simulación para obtener movimientos más rápidos y disminuir la cantidad de fallos.
Control de los productos de forma automatizada
Las cámaras de visión que se utilizan a los cobots pueden hacer que el control de las piezas sea sencillo. Agregar un sistema de visión sobre un brazo robótico puede ayudar en el cambio de un producto a otro. La adopción de los cobots crecerá a medida que se transformen en una herramienta más en sectores como el del sector servicios y el retail. No cabe duda que la incorporación de la robótica colaborativa, y en concreto la llegada de la colaboración entre operarios y cobots, está permitir disminuir los costos de producción e incrementar la productividad.