Al hablar de automatizar un proceso, es imprescindible elegir la máquina robótica a tenor de las características del proceso como puede ser la velocidad, el espacio necesario, y si es preciso que exista una colaboración entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea de ayuda. Puede que aparente ser muy sencillo tomar la solución adecuada sin embargo la realidad es que las líneas se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las características de cada proyecto.
Cuando hablamos de la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible para dar respuesta al aumento de las producciones sin que se incrementen en exceso las contrataciones de personal. Con el fin de hacernos una idea aproximada del crecimiento que tienen los robots colaborativos en las empresas, según un informe realizado previo a la pandemia de la Federación Internacional de Robótica, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados a nivel global con un importe que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para producir con series más largas de piezas que requieren de escasos cambios en las producciones, sin embargo los robots colaborativos se ajustan con gran facilidad a las series cortas de producción que precisan un mayor número de cambios de productos. Si queremos analizar en profundidad cuándo es mejor agregar un cobot debemos de fijarnos en la potencia de carga que requiere la aplicación y los protocolos de seguridad del trabajo. Hay que indicar que el grado de repetitividad que ofrecen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente las mismas tareas 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 paletizado, manipulación piezas o de pick & place que incluyen si es necesario IA. Otros aspectos a valorar como su alcance para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, perfectamente pueden ser factores importantes para decantar la balanza en favor de una u otra aplicación. A su vez debemos de prestar atención al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante el número de productos o detectar la importancia de la velocidad.
Las empresas buscan optimizar las fabricaciones, suprimir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la IA permiten también a las pequeñas empresas optimizar sus producciones. El control de los entornos de las fabricaciones y la optimización de los mismos, es posible gracias a la recopilación de la información en un PC y una toma a Ethernet. Por todos los aspectos anteriormente mencionados, los cobots se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de integrar con muchos de los mismos beneficios que aportan los robots tradicionales, solo que menos costosos en muchos sentidos para todas las empresas de fabricación, sin tener en cuenta el sector al que se dediquen.
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Los brazos robóticos tradicionales son fuertes, se instalan sobre bases fijas y están diseñados para obtener el mayor rendimiento a las producciones de gran volumen. Estas características tan avanzadas para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los cambios.
Hay que tener en cuenta que precisan de vallados de seguridad para preservar la seguridad de los operarios, requieren de expertos en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los accesorios. Los pequeños robots ofrecen a las pequeñas empresas la opción de automatizar trabajos repetitivos 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 € tenemos a nuestra disposición cobots de media carga que generarán un retorno de la inversión que por lo general suele rondar el año.
Al iniciar un nuevo proyecto las empresas de automatización, en primer lugar analizan la aplicación que se va a realizar y el plazo para obtener el ROI. El estudio de los detalles señalados anteriormente dictaminará si debemos de adquirir un robot tradicional o cobot. Si existen brazos robóticos 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 adaptarlos.
Hay que recordar que en los últimos años se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las compañías a aumentar su competitividad. El cambio de modelo productivo conlleva la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Esta revolución industrial precisa de la necesidad de realizar un plan de capacitación que acompañe a las personas a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La integración en los robots colaborativos de interfaces muy sencillas ayuda a que los trabajadores sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los caracteres de la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia deseados. Incluso gran parte de los robots colaborativos permiten la programación de los procesos de manera manual. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que únicamente el operario mueve el cobot con la mano. El cobot aprende las coordenadas a seguir para después repetir el programa de manera automática.
¿Es cierto que son seguros los robots colaborativos?
Los robots colaborativos llevan integrados equipos de seguridad pero no significa que sean totalmente seguros. 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 del informe podría señalar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de zona o velocidades de trabajo más bajas. Si elegimos un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los robots sean conformes con los estándares de la industria. La inversión inicial a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor si lo comparamos con la de los brazos robóticos y 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 Orense o en Girona por poner un ejemplo.
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos de coger y dejar piezas y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son tareas repetitivas realizados tanto por trabajadores como por cobots. Históricamente, los artículos con lotes cortos eran fabricados de la mano de los operarios, mientras que los lotes de alto volumen necesitan de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en industrias como el embalaje.
Abastecimiento de centros de mecanizado
El abastecimiento de máquinas CNC es {una de las soluciones en las que más se utilizan los el segundo proceso al que más cobots se destinan. Su facilidad de configuración permite que los trabajadores de las máquinas CNC programen y fabriquen rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los operarios para realizar otros procesos o llevar varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los cobots con el fin de aumentar sus prestaciones. Principalmente se usan para el envío de materiales a máquinas automáticas.
Envasado y paletizado en el final de línea
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo los cobots es en procesos de pick & place de productos. Estos robots no son tan rápidos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se precisa de una manipulación con mayor carga útil. En estos procesos sobresalen las tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el armado de cajas antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen conllevar el transporte de pequeñas cargas que se adaptan de manera adecuada a las características de los cobots. Los sistemas de visión en 3D a menudo se combinan con cobots para optimizar el proceso de control de calidad.
Hay otras aplicaciones que requieren que el robot colaborativo realice unas trayectorias uniformes como ocurre en las soldaduras robotizadas o de dispensación. Para lograrlo, habitualmente se emplean simuladores para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con generación de código para lograr movimientos más rápidos y disminuir la cantidad de fallos.
Control de los productos de manera automatizada
Las cámaras de inspección de metrología que se emplean a los cobots son capaces de hacer que la inspección de calidad de las piezas sea ágil. Colocar un sistema de visión sobre un robot puede favorecer en el cambio rápido de lotes de piezas. La integración de los robots colaborativos aumentará aún más que se vean como un elemento común en sectores como el del procesamiento de alimentos y el retail. Es evidente que automatizar por medio de los robots colaborativos, y sobre todo la consecución de la colaboración entre trabajadores y cobots, está permitir disminuir los costos de fabricación e incrementar la productividad.