Si hablamos de automatizar un proceso, debemos de seleccionar la máquina automática en función de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio requerido. Parece que es muy sencillo tomar una solución generalizada pero la realidad es que las líneas se confunden entre sí a medida que vamos sumando las particularidades de cada proyecto.
Al referirnos a la optimización de las fabricaciones estamos hablando de 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 contrataciones de operarios. Para que nos hagamos una idea aproximada del crecimiento que están teniendo los brazos robóticos en la industria, según un informe de IFR.org, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados en el mundo con un importe que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por concepto, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los robots industriales han sido diseñados para poder trabajar con series más largas de piezas que requieren de pocos cambios en las producciones, sin embargo los robots colaborativos se adaptan con mayor facilidad a las series cortas de fabricación que requieren un mayor número de cambios de productos. Si deseamos investigar con mayor detenimiento cuándo es mejor agregar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los requisitos de seguridad del proceso. Hay que indicar que el grado de repetitividad que ofrecen los fabricantes para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los cobots
Los cobots 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 diseñan softwares especializados para trabajos de paletizado, movimiento componentes o de picking que agregan si es necesario inteligencia Artificial. Otros factores a valorar como el alcance del brazo para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder trabajar en el sector alimentario, perfectamente pueden ser aspectos trascendentales para decantar la balanza en favor de una u otra aplicación. También debemos de prestar importancia al tipo de programación, si necesita de una máxima flexibilidad ante los cambios de productos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Existe una tecnología que está ayudando a las PYMES a alcanzar sus retos y es la robótica colaborativa y la Inteligencia Artificial. Las posibilidades que ofrece hoy en día el Deep Learning permite también a las pequeñas empresas beneficiarse de sus capacidades para mejorar las producciones. La monitorización de los entornos operativos y la mejora de los mismos, es viable gracias a la recopilación de datos en un PC y una toma a Ethernet. Por todos los hechos anteriormente mencionados, los cobots se están volviendo muy populares porque son más fáciles de integrar con muchos de los mismos beneficios que disponen los robots industriales, solo que menos costosos en muchos sentidos para todas las empresas de fabricación, independientemente de tipo de sector al que se encuentren destinados.
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Los robots industriales son pesados, se ubican sobre bases estables y han sido creados para extraer el mayor rendimiento a las producciones con ciclos muy elevados. Estas características tan potentes para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
Hay que tener en cuenta que requieren de vallados de seguridad para velar por la integridad de los operarios, requieren de expertos en programación e inversiones que superan los 100.000 € en función de los accesorios. Los cobots ofrecen a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar procesos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos muy inferiores al de los robots tradicionales. Habitualmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € podemos encontrar cobots de media carga que tendrán un retorno de la inversión que será inferior al año.
Cuando las empresas de automatización asumen un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación que se va a realizar y el tiempo del ROI. El análisis de todos los factores señalados hasta el momento dictaminará si tenemos que comprar un robot tradicional o un colaborativo. Si tenemos a nuestra disposición robots que han quedado en desuso y que por sus características se pueden reacondicionar al proceso, la primera opción se centrará en buscar la forma de adaptarlos.
Hay que recordar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a aumentar su ventaja competitiva. La integración de aplicaciones automáticas conlleva la incorporación de personas con nuevos conocimientos. Este cambio precisa de la necesidad de realizar un plan de formación que acompañe a las personas a adaptarse al nuevo modelo productivo.
A continuación se muestran algunos de los beneficios de los robots colaborativos.
La incorporación en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas permite que los operarios sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos que se muestran la HMI mueven el robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso gran parte de los cobots permiten la programación de los equipos manualmente. Otro método de programación es el registro de seguimiento, en el que simplemente el operario mueve el cobot con la mano. El cobot aprende las coordenadas a seguir para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Son seguros los robots colaborativos?
Los robots colaborativos llevan integrados sistemas de seguridad sin embargo no significa que sean totalmente seguros. Disponen de una fuerza limitada para que puedan funcionar sin protecciones de seguridad, pero solo después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos asegurar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la incorporación de equipos de seguridad adicionales como escáneres de zona o velocidades de operación más bajas. Al instalar un robot colaborativo, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los robots cumplan con los estándares de la industria. El costo de compra inicial a la hora de comprar cobots es mucho menor en comparación con los robots industriales y tienen un tamaño pequeño para minimizar los requisitos de espacio. 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 Gipuzkoa o en Sevilla, por poner un ejemplo.
Elegir y colocar productos de manera automática
Algunas de las soluciones más recomendables son los procesos mover piezas y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos realizados tanto por humanos como por robots colaborativos. Históricamente, los artículos de bajo volumen eran hechos por 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 robots son especialmente útiles en industrias como la manufactura.
Suministro de piezas a máquinas de control numérico
El abastecimiento de máquinas de control numérico es {una de las soluciones en las que más se utilizan los la segunda aplicación a la que más cobots se destinan. Su facilidad de programación permite que los operarios de las máquinas CNC programen y produzcan rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a las personas para realizar otras tareas o llevar varias máquinas al mismo tiempo, favoreciendo el aumento de la productividad. Ahora las aplicaciones robóticas móviles están trabajando con éxito con los cobots para ampliar sus prestaciones. Principalmente se usan para el envío de materias primas a máquinas CNC.
Picking de los pedidos y paletizado automático
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo este tipo de robots es en soluciones de pick & place de materiales. Estos robots no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se requiere de un alcance de brazo mayor. En estas aplicaciones destacan todas aquellas tareas que por ser grandes producciones son susceptibles de ser automatizadas, como el empaquetado de cajas antes de realizar el envío. Estos trabajos suelen conllevar la manipulación de pequeñas cargas que se adaptan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los equipos de visión en 3D a menudo se combinan con cobots para mejorar la calidad del producto.
Existen otras soluciones que requieren que el robot colaborativo trace unas rutas continuas como ocurre en las operaciones de soldadura o de dispensación. La mayoría de las veces se utilizan simuladores para esta aplicación y se integra a la perfección la programación fuera de línea con generación de código para lograr movimientos más rápidos y reducir el índice de errores.
Control de los productos de forma automática
Las cámaras de visión que se añaden a los robots pueden hacer que la inspección de calidad de las piezas sea eficiente. Montar un sistema de visión sobre un brazo robótico puede ser de gran utilidad en el cambio rápido de lotes de piezas. La integración de los robots colaborativos aumentará a medida que se conviertan en una máquina más en sectores como el del sector servicios y los manufactureros. Es un hecho que la incorporación de los robots, y más concretamente la llegada de la colaboración entre operarios y robots colaborativos, está logrando reducir los costos de fabricación y aumentar la productividad.