Cuando nos referimos a automatizar un proceso, necesitamos elegir la máquina automática a tenor de las particularidades de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que exista una cooperación entre un operario y un robot (HRC) cuando así lo precise. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo a decir verdad, los conceptos se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada proyecto.
Cuando hablamos de la optimización de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible la capacidad de reacción ante el aumento de las producciones sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de tener una idea aproximada del crecimiento que tienen los brazos robóticos en diferentes sectores manufactureros, según un análisis realizado previo a la pandemia de la Federación Internacional de Robótica, los cobots ocuparán alrededor 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 precisan de escasos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se ajustan con mayor sencillez a las series cortas de producción que precisan gran cantidad de cambios de productos. Si deseamos investigar en profundidad cuándo es más adecuado integrar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los robots colaborativos
Los cobots son capaces de llevar a cabo prácticamente los mismos procesos que los robots industriales gracias a que se están creando un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que diseñan softwares especializados para trabajos de paletizado, movimiento piezas o de picking que agregan si lo requiere inteligencia Artificial. Otros aspectos a valorar como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, son perfectamente aspectos trascendentales para decantar la balanza en favor de un tipo de robot. Del mismo modo necesitamos prestar atención al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante los cambios de formatos o definir la importancia de los tiempos de ciclo.
Las compañías necesitan optimizar las producciones, eliminar las paradas de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la IA permiten también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para mejorar las producciones. La monitorización de los entornos productivos y la mejora de los mismos, es viable gracias a la obtención de la información en un PC y una simple vía a Ethernet. Por todos los argumentos anteriormente mencionados, los cobots se están volviendo muy populares porque son más fáciles de implementar con muchos de los mismos beneficios que tienen los robots tradicionales, pero más baratos en muchos sentidos para las empresas industriales, independientemente del sector al que se dediquen.
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Los brazos robóticos tradicionales son pesados, están montados en puestos estables y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Dichas características tan avanzadas para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
Además, necesitan de jaulas de seguridad para preservar la seguridad de los operarios, requieren 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 posibilidad de automatizar trabajos repetitivos 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 adquirir robots colaborativos de mediana carga que tendrán un ROI que por lo general suele rondar el año.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, en primer lugar analizan el proceso en cuestión y el tiempo del ROI. El análisis de todos los factores señalados anteriormente determinará si tenemos que comprar un robot tradicional o cobot. Si se da el caso brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, en primer lugar intentaremos buscar el modo de adaptarlos. Hay que recordar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está ayudando a las compañías a aumentar su competitividad. El cambio de modelo productivo precisa de la incorporación de trabajadores con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación implica la necesidad de realizar una estrategia de formación que acompañe a las personas a implicarse a los nuevos procesos.
A continuación queremos resumir algunos de los beneficios de los cobots respecto a los robots industriales.
La incorporación en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos que aparecen la HMI desplazan el robot a los puntos de referencia deseados. Además muchos de los cobots permiten la programación de los equipos manualmente. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que únicamente el operador guía el robot colaborativo con manualmente. El cobot memoriza la ruta a seguir para seguido repetir el programa de manera autónoma.
¿Son confiables los cobots?
Los robots colaborativos disponen de sistemas de seguridad pero por ello no quiere decir que sean 100% confiables. Disponen de una potencia limitada para que puedan operar sin vallados de seguridad, pero solo después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la incorporación de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de área o reductores de velocidad. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los equipos cumplan con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor en comparación con la de los brazos robóticos y requieren de muy poco espacio para su integración. 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 Álava o en Toledo por poner un ejemplo.
Procesos de pick & place con robots colaborativos
Algunas de las soluciones en donde más se emplean es en los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos llevados a cabo tanto por trabajadores como por cobots. Hasta la fecha, los procesos con lotes cortos eran hechos de la mano de los operarios, sin embargo 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, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en procesos como el embalaje.
Carga y descarga de centros de mecanizado
El abastecimiento de CNC es {una de las soluciones en las que más se emplean los el segundo proceso al que más cobots se utilizan. Su facilidad de configuración permite que los trabajadores de los CNC programen y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a las personas para desempeñar otros procesos o controlar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente los robots AMR están trabajando con éxito con los robots colaborativos con el fin de ampliar sus prestaciones. Sobre todo se utilizan para el transporte de materiales a máquinas de control numérico.
Embalaje y paletizado en el final de línea
Entre las aplicaciones en donde mayor grado de integración están teniendo los cobots es en soluciones de pick & place de componentes. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se necesita de una manipulación con mayor peso.
En todas estas soluciones sobresalen las tareas que al ser series largas son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de enviar el pedido. Estos trabajos suelen conllevar el transporte de pequeñas piezas que se adaptan de manera adecuada a las características de los cobots. Los equipos de visión en 3D con frecuencia se integran en robots colaborativos para optimizar el proceso de control de calidad. Existen otras aplicaciones que precisan que el brazo robótico realice unas rutas fijas como ocurre en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se utilizan simuladores para estos procesos y se integra a la perfección la programación fuera de línea con generación de código para obtener movimientos más rápidos y reducir el número de errores.
Control de los productos de forma automatizada
Las cámaras de visión que se utilizan a los robots pueden hacer que la inspección de calidad de los componentes sea eficaz. Montar una cámara sobre un robot industrial puede favorecer en el cambio rápido de productos. La llegada de los robots crecerá aún más que se transformen en un elemento común en industrias como el del procesamiento de alimentos y el logístico. Es una realidad que automatizar por medio de la robótica colaborativa, y más concretamente la llegada de la colaboración entre trabajadores y máquinas, está logrando reducir los costos de producción y aumentar la productividad.