Al hablar de automatizar un proceso, debemos de elegir la máquina robótica a tenor de las particularidades de la aplicación como puede ser la velocidad, el espacio necesario, y si es necesario que exista una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea necesario. Parece que es muy sencillo tomar la solución adecuada, pero a decir verdad, los conceptos se mezclan entre sí a medida que vamos sumando las dificultades de cada proyecto.
Al referirnos a la mejora de las fabricaciones estamos hablando de la reducción de costes y de los recursos que tenemos para hacer frente al incremento de las producciones sin que se incrementen en exceso las nuevas incorporaciones de personal. Para que nos hagamos una idea aproximada del crecimiento que están teniendo los cobots en la industria, según un análisis realizado previo a prepandemia 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 alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de cobot
Por definición, aunque conlleva desde luego 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, mientras que los cobots se ajustan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que precisan gran cantidad de cambios de productos. Si queremos estudiar en profundidad cuándo es mejor integrar un robot colaborativo debemos de fijarnos en la capacidad de carga útil que necesita la muñeca y los requisitos de seguridad del proceso. Cabe señalar que el grado de repetición que disponen los proveedores para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente las mismas tareas que los robots tradicionales gracias a que en los últimos años se ha desarrollado un potente ecosistema de proveedores que ofrecen softwares especializados para trabajos de soldadura, movimiento componentes o de picking que agregan si lo requiere inteligencia Artificial. Otros factores a tener en cuenta como el alcance del brazo para una aplicación de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, pueden ser determinantes para seleccionar una u otra aplicación. También debemos de prestar importancia al tipo de programación, si precisa de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o definir la importancia de si la cadencia puede ser un factor determinante.
Las PYMES necesitan mejorar las fabricaciones, eliminar las paradas de las máquinas y reducir los costes de la inversión. La gran capacidad que tiene la IA ayuda a las PYMES beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. La gestión de los entornos productivos y su optimización automatizada, es factible gracias a la obtención de la información en un PC y una toma a Ethernet. Por todos los aspectos indicados, la robótica colaborativa se está volviendo muy populares porque son más fáciles de integrar con muchos de las mismas características que aportan los robots tradicionales, pero más baratos en diferentes aspectos para todas las empresas de fabricación, sin tener en cuenta el sector al que se dediquen.
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Los robots tradicionales son robustos, se colocan en puestos permanentes y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las producciones con ciclos muy elevados. Dichas características tan avanzadas para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
También precisan de celdas de seguridad para garantizar la integridad de los operarios, requieren de personal con conocimientos avanzados en programación e inversiones que con gran facilidad superan los cien mil euros en función de la tecnología que integran. Los cobots garantizan a las PYMES la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costes menores al de los robots tradicionales. Por lo general, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € podemos adquirir cobots de mediana carga que tendrán un retorno de la inversión que puede ser de 12 meses.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de robótica, lo primero que analizan es la aplicación en cuestión y el plazo para obtener el ROI. El estudio de los detalles señalados hasta el momento determinará si debemos de adquirir un robot tradicional o un colaborativo. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, se intentará buscar la forma de adaptarlos. Cabe señalar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está ayudando a las compañías 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 trabajadores a implicarse a los nuevos procesos.
A continuación nos gustaría resumir algunos de los beneficios de los robots colaborativos respecto a los robots tradicionales.
La incorporación en los cobots de interfaces muy intuitivas ayuda a que los trabajadores sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres de la HMI desplazan el robot a los puntos de referencia deseados. Incluso muchos de los robots colaborativos permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro sistema de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el programador guía el brazo cobot con la mano. El robot colaborativo aprende las coordenadas a seguir para después repetir el programa de manera autónoma. En Automatización PRO trabajamos para todo España y Portugal por lo que estamos encantados de ofrecerte información detallada ya sea porque quieres comprar un robot colaborativo en Tarragona o en Gipuzkoa, por poner un ejemplo.
¿Es cierto que son seguros los cobots?
Los cobots disponen de equipos de seguridad pero no quiere decir que sean 100% seguros. Disponen de una fuerza limitada para que puedan operar sin vallados de seguridad, pero únicamente después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado del informe podría señalar la integración de sistemas de seguridad adicionales como escáneres de zona o reductores de velocidad. Si elegimos un cobot, es importante disponer de todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los equipos sean conformes con los estándares de la industria. El costo de compra inicial a la hora de comprar robots colaborativos es mucho menor si lo comparamos con la de los robots tradicionales y disponen de un tamaño reducido para minimizar las necesidades de espacio.
¿Dónde se usan los robots colaborativos?
Algunas de las aplicaciones en donde más se emplean es en los procesos mover piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por operarios como por robots colaborativos. Históricamente, las series con lotes cortos eran desarrollados de la mano de los trabajadores, mientras que las series largas de piezas necesitan de una automatización menos flexible. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos robots son especialmente útiles en industrias como el embalaje.
Suministro de piezas a CNC
El abastecimiento de centros de mecanizado es {una de las soluciones en las que más se utilizan los robots colaborativos. Su facilidad de programación permite que los trabajadores de las máquinas CNC configuren y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para llevar a cabo otras tareas o encargarse de varias máquinas a la vez, favoreciendo el aumento de la productividad. Actualmente los vehículos autónomos están cooperando con éxito con los robots colaborativos para aumentar sus capacidades. Sobre todo se dedican al transporte de componentes a centros de mecanizado.
Picking de los pedidos y paletizado en el final de línea
Entre las aplicaciones en donde mayor aceptación están adquiriendo los cobots es en soluciones de carga y descarga de materiales. Estos robots no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Scara, pero son especialmente útiles cuando se precisa de una manipulación con mayor peso. Entre todas estas soluciones destacan 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 la manipulación de pequeñas piezas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión en 3D con frecuencia se combinan con robots colaborativos para mejorar la calidad del producto. Hay otras aplicaciones que requieren que el robot colaborativo trace unas trayectorias continuas como ocurre en las soldaduras robotizadas o de encolado. En muchas ocasiones se utilizan softwares para esta aplicación y se integra a la perfección la programación outline con simulación para lograr movimientos más rápidos y disminuir el número de fallos.
Control de calidad de los procesos con robots colaborativos
Los sistemas de visión en 3D que se añaden a los brazos robóticos son capaces de lograr que la inspección de calidad de los componentes sea rápida. Montar una cámara de alta resolución sobre un robot puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de productos. La adopción de los cobots aumentará a medida que se transformen en una herramienta más en industrias como el del procesamiento de alimentos y el logístico. No cabe duda que automatizar por medio de los robots, y más concretamente la llegada de la colaboración entre trabajadores y máquinas, está logrando reducir el precio de fabricación e incrementar la productividad.