Al hablar de automatizar un proceso productivo, debemos de seleccionar la máquina automática a tenor de las características del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio necesario, y si es necesario que se dé una colaboración entre un trabajador y un robot (HRC) cuando así lo requiera. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada, pero a decir verdad, los conceptos se difuminan entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada nuevo proceso.
Al referirnos a la mejora de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de la tecnología que disponemos a nuestro alcance la capacidad de reacción ante el incremento de los pedidos sin que se incrementen en demasía las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de tener una idea aproximada de la gran aceptación que están teniendo los brazos robóticos en las empresas, según un informe hecho previo a la irrupción del coronavirus de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los cobots será de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados a nivel global con un importe que rondará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por concepto, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido creados para poder trabajar con producciones más largas de piezas que necesitan de pocos cambios en las producciones, sin embargo los robots colaborativos se adaptan con gran sencillez a las series cortas de producción que precisan un mayor número de cambios de productos. Si queremos estudiar en profundidad cuándo es más adecuado integrar un cobot debemos de fijarnos en la potencia de carga que requiere la aplicación y los requisitos de seguridad del proceso. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que disponen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente los mismos procesos que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que diseñan softwares especializados para trabajos de soldadura, movimiento piezas o de pick & place que incluyen si es necesario inteligencia Artificial. Otros factores a tener en cuenta como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, pueden ser determinantes para seleccionar una u otra aplicación. También necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si precisa de mucha flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Las PYMES tienen a su alcance de herramientas que les ayudan a alcanzar sus objetivos. La gran capacidad que posé la IA permite también a las pequeñas empresas aumentar sus capacidades. La monitorización de los entornos operativos y sus correspondientes ajustes automáticos, es posible gracias a la recopilación de datos en un PC y una toma a Ethernet. Es por ello que la robótica colaborativa ha cobrado gran relevancia debido a que son más fáciles de instalar con muchos de las mismas capacidades que aportan los robots industriales, pero más baratos en diferentes aspectos para todas las empresas productivas, sin tener en cuenta su tamaño.
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Los brazos robóticos industriales son pesados, se instalan sobre bases fijas y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las fabricaciones de gran volumen. Dichas capacidades tan potentes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a nuevos puestos en las líneas de fabricación.
Además, requieren de celdas de seguridad para preservar la integridad de los operarios, requieren de expertos en programación e inversiones que con gran facilidad superan los 100.000 € en función de la tecnología que integran. Los cobots garantizan a las compañías pequeñas la opción de automatizar tareas repetitivas de pequeñas y grandes series con unos costes menores al de los robots industriales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € podemos adquirir cobots de media carga que generarán un retorno del dinero invertido que puede ser de 12 meses.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, lo primero que analizan es el proceso en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El análisis de todos los aspectos indicados anteriormente determinará si debemos que comprar un robot industrial o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición brazos robóticos que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, la primera opción se centrará en buscar la forma de adaptarlos. Hay que recordar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las empresas a mejorar su competitividad. El cambio de modelo productivo conlleva la incorporación de trabajadores con nuevos conocimientos. Este proceso de transformación implica la necesidad de llevar a cabo un plan de capacitación que acompañe a los operarios a adaptarse a los nuevos procesos.
A continuación nos gustaría resumir los principales beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La implementación en los cobots de interfaces muy sencillas permite que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI desplazan el brazo robótico a los puntos de referencia indicados. Además gran parte de los robots colaborativos permiten la programación de los equipos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el trabajador mueve el brazo robótico con la mano. El cobot memoriza la ruta a realizar para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Es cierto que son seguros los cobots?
Los robots colaborativos disponen de equipos de seguridad pero por ello no significa que sean totalmente seguros. Tienen una potencia limitada para que puedan funcionar sin protecciones de seguridad, pero únicamente después de llevar a cabo una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la integración de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o velocidades de trabajo reducidas. Al instalar un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los equipos cumplan con los estándares de la industria. La inversión inicial que hay que realizar a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor en comparación con la de los robots tradicionales y además tienen un consumo de energía muy bajo. 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 Jaén o en Córdoba por poner un ejemplo.
¿Dónde se usan los cobots?
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos de coger y dejar piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por trabajadores como por cobots. Hasta la fecha, las series con lotes cortos eran fabricados de la mano de los trabajadores, y en cambio los lotes de alto volumen requieren de un grado de automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, los cobots son especialmente útiles en procesos como el embalaje.
Suministro de piezas a máquinas automáticas
El abastecimiento de máquinas CNC es {una de las soluciones en las que más se emplean los robots colaborativos. Al ser muy sencillos de programar ayuda a los operarios de los centros de mecanizado configuren y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para realizar otras tareas o controlar varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los cobots con el fin de aumentar sus prestaciones. Principalmente se usan para el transporte de componentes a máquinas de control numérico.
Embalaje y procesos de paletizado
Entre los procesos en donde mayor aceptación están adquiriendo los robots colaborativos es en procesos de pick & place de materiales. Estos robots no son tan rápidos como los robots Delta, pero son especialmente útiles cuando se requiere de un alcance máximo mayor.
Entre todas estas soluciones sobresalen las tareas que por ser grandes producciones permiten ser automatizadas, como el armado de paquetes antes de realizar el envío. Estos procesos suelen necesitar el transporte de pequeñas piezas que se adaptan de manera adecuada a las particularidades de los robots colaborativos. Los sistemas de visión en 3D con frecuencia se combinan con robots colaborativos para mejorar la calidad del producto. Hay otras soluciones que necesitan que el robot colaborativo realice unas trayectorias continuas como sucede en las operaciones de soldadura o de dispensación. En muchas ocasiones se utilizan softwares para esta aplicación y se mejoran por medio de programación outline con simulación para obtener ciclos más rápidos y disminuir la cantidad de fallos.
Control de calidad de los procesos con cobots
Los sistemas de visión en 3D que se incorporan a los brazos robóticos son capaces de lograr que la supervisión de las piezas sea rápida. Montar una cámara sobre un robot industrial puede favorecer en el cambio de un producto a otro. La adopción de los robots crecerá a medida que se conviertan en una herramienta más en sectores como el de los laboratorios y el retail. Es evidente que automatizar por medio de la robótica colaborativa, y sobre todo la llegada de la colaboración entre trabajadores y robots colaborativos, está logrando reducir los costos de producción e incrementar la productividad.