Cuando nos referimos a automatizar un proceso, necesitamos elegir el equipo en función de las particularidades de la aplicación como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio requerido, y si es preciso que exista una cooperación entre un operario y un robot (HRC) cuando sea necesario. Puede que aparente ser muy fácil tomar la solución adecuada sin embargo a decir verdad, las líneas se confunden entre sí en función de las características de cada nuevo proceso.
Al buscar la optimización de las fabricaciones en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de los recursos que disponemos para hacer frente al aumento de los pedidos sin que se incrementen en demasía las nuevas incorporaciones de personal. Con el fin de hacernos una idea aproximada del éxito que viven los robots colaborativos en las empresas, según un informe hecho antes de la irrupción del coronavirus de IFR.org, los robots colaborativos ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del cómputo global de brazos robóticos instalados en el mundo con un importe 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 producir con producciones más largas de componentes que requieren de pocos cambios en las producciones, mientras que los robots colaborativos se ajustan con gran sencillez a las series cortas de fabricación que necesitan gran cantidad de cambios de modelos. Si deseamos analizar en profundidad cuándo es más adecuado agregar un robot colaborativo podemos empezar con estudiar en la capacidad de carga útil que necesita la muñeca y los protocolos de seguridad del trabajo. Hay que indicar que el grado de repetición que ofrecen los fabricantes para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
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 importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que diseñan softwares especializados para procesos de soldadura, manipulación componentes o de pick & place 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, son factores importantes para seleccionar un cobot o un robot industrial. Del mismo modo necesitamos prestar importancia al tipo de programación, si requiere o no de una máxima flexibilidad ante el número de formatos o definir la importancia de la velocidad.
Las PYMES necesitan mejorar las producciones, reducir las paradas de las máquinas y reducir el coste de la inversión. La gran capacidad que posé el Deep Learning ayuda a las PYMES beneficiarse de sus capacidades para sacar mayor rendimiento a sus producciones. El control de los entornos operativos y la mejora de los mismos, es posible gracias a la recopilación de la información en un ordenador y una simple vía a Ethernet. Por todos los hechos indicados, los robots colaborativos se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de integrar con muchos de las mismas capacidades que disponen los robots tradicionales, solo que menos costosos en diferentes aspectos para todas las empresas productivas, sin importar su tamaño.
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Los robots tradicionales son robustos, se situan sobre bases fijas y han sido creados para sacar el mayor rendimiento a las fabricaciones de gran volumen. Dichas capacidades tan importantes para un gran número de aplicaciones, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los cambios.
También precisan de vallados de seguridad para velar por la seguridad de los trabajadores, necesitan de expertos en programación y potentes inversiones que superan los 100.000 € en función de los equipos periféricos. Los pequeños robots garantizan a las PYMES la opción de automatizar tareas repetitivas de lotes cortos y medianos con unos costes menores que el de los robots tradicionales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestro alcance robots colaborativos de hasta 5 kg que tendrán un retorno de la inversión que por lo general suele rondar el año.
Al iniciar la automatización de un proceso las empresas de automatización, en primer lugar estudian el proceso que se va a realizar y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El estudio de los detalles señalados hasta el momento determinará si debemos que comprar un robot tradicional o cobot. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, se intentará buscar la forma de adaptarlos. Cabe señalar que el abaratamiento que esta tecnología ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a aumentar su competitividad. La integración de aplicaciones automáticas conlleva la incorporación de personas con nuevas capacidades. Este cambio requiere de la necesidad de realizar una estrategia de capacitación que acompañe a las personas a implicarse al nuevo modelo productivo.
A continuación nos gustaría resumir algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La incorporación en los cobots de pantallas táctiles muy intuitivas permite que los trabajadores sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los caracteres que aparecen la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia deseados. Incluso gran parte de los cobots permiten la programación de los equipos de manera manual. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que simplemente el operador mueve el robot colaborativo con manualmente. El cobot aprende las coordenadas a realizar para después repetir el programa de manera automatizada.
¿Son confiables los robots colaborativos?
Los cobots llevan integrados equipos de seguridad, pero por ello no significa que sean 100% seguros. Tienen una fuerza limitada para que puedan trabajar sin protecciones de seguridad, pero solo después de realizar una evaluación exhaustiva de riesgos, podremos garantizar que no la requieren. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría indicar la integración de sistemas de seguridad adicionales como escáneres 3D o velocidades de operación más bajas. Al instalar un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como la alemana TUV SUD para garantizar que los robots cumplan con los estándares industriales. La inversión inicial a la hora de comprar robots colaborativos es muy inferior en comparación con la de los robots tradicionales. 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 Navarra o en Burgos por poner un ejemplo.
Procesos de pick & place con cobots
Algunas de las aplicaciones más recomendables son los procesos de coger y dejar componentes y el montaje de componentes electrónicos. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por humanos como por robots colaborativos. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran desarrollados de la mano de los operarios, mientras que las series largas de piezas requieren de un grado de automatización más desarrollada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente útiles en industrias como el embalaje.
Carga de CNC
El abastecimiento de centros de mecanizado es {uno de los procesos en los que más se emplean los robots colaborativos. Su facilidad de programación permite que los trabajadores de los centros de mecanizado programen y fabriquen rápidamente un lote de piezas al tiempo que liberan a los operarios para llevar a cabo otras tareas o dirigir varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora las aplicaciones robóticas móviles están cooperando con éxito con los cobots para aumentar sus prestaciones. Sobre todo se usan para el envío de materiales a máquinas automáticas.
Picking de los pedidos y células de paletizado
Entre los procesos en donde mayor grado de integración están adquiriendo los robots colaborativos es en soluciones de carga y descarga de componentes. Evidentemente no son tan rápidos como los robots Scara, pero sí son de gran utilidad cuando se requiere de un alcance máximo mayor. Entre todas estas soluciones sobresalen las tareas que al ser series largas permiten ser automatizadas, como el armado de cajas antes de realizar el envío. Estos procesos suelen necesitar la manipulación de pequeñas piezas que se ajustan de manera adecuada a las particularidades de los robots colaborativos. Los equipos de visión artificial con frecuencia se combinan con cobots para mejorar la calidad del producto.
Hay otras aplicaciones que requieren que el robot trace unas rutas continuas como sucede en las soldaduras robotizadas o de encolado. La mayoría de las veces se utilizan software de simulación para esta aplicación y se integra a la perfección la programación fuera de línea con simulación para obtener ciclos más rápidos y reducir el número de errores.
Mejora de la calidad de las piezas con supervisión robótica
Las cámaras de inspección de metrología que se incorporan a los cobots pueden hacer que la supervisión de los componentes sea ágil. Montar una cámara sobre un robot industrial puede favorecer en el cambio rápido de lotes de piezas. La integración de los brazos robóticos aumentará a medida que se vean como un elemento común en industrias como el de los laboratorios y los manufactureros. Es evidente que automatizar por medio de la robótica industrial, y sobre todo la llegada de la colaboración entre trabajadores y robots, está logrando reducir el precio de producción e incrementar la productividad.