Si hablamos de automatizar un proceso productivo, necesitamos seleccionar el equipo a tenor de las particularidades del proceso como puede ser el tiempo de ciclo, la capacidad de carga, y si es preciso que se dé una cooperación entre un trabajador y un robot (HRC) cuando sea necesario. Parece que es muy fácil tomar una solución generalizada sin embargo la realidad es que los conceptos se confunden entre sí en función de las particularidades de cada proyecto.
Al referirnos a la optimización de los procesos productivos en realidad hacemos referencia a la reducción de costes y de la tecnología que tenemos disponible la capacidad de reacción ante el incremento de los pedidos sin que aumenten en exceso las contrataciones de operarios. Con el fin de hacernos una idea aproximada de la gran aceptación que viven los brazos robóticos en diferentes sectores manufactureros, según un análisis hecho antes de la irrupción del coronavirus de la Federación Internacional de Robótica, el mercado de los robots colaborativos será de un 30% en 2027 del cómputo global de robots industriales instalados a nivel global con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Definición de robot colaborativo
Por definición, aunque conlleva desde luego sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para producir con series más largas de piezas que precisan de pocos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se ajustan con mayor sencillez a las series cortas de fabricación que requieren gran cantidad de cambios de modelos. Si queremos estudiar con más detenimiento cuándo es más adecuado integrar un robot colaborativo debemos de estudiar en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del trabajo. En este punto debemos añadir que el grado de repetición que disponen los proveedores para ambas aplicaciones robóticas son muy similares.
Para que sirven los robots colaborativos
Los robots colaborativos pueden realizar prácticamente las mismas tareas que los robots industriales gracias a que se están creando un potente ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que ofrecen softwares especializados para procesos de paletizado, movimiento piezas o de pick & place que agregan si lo requiere IA. Otros factores a valorar como el alcance del brazo para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, pueden ser determinantes para seleccionar un tipo de robot. También debemos de prestar importancia al tipo de programación, si requiere o no de una máxima flexibilidad ante el número de productos o detectar la importancia de los tiempos de ciclo.
Las empresas buscan optimizar las producciones, suprimir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los meses para el retorno de la inversión. Las posibilidades que ofrece actualmente la IA permite también a las pequeñas empresas aumentar su capacidad productiva. La monitorización de los entornos operativos y sus correspondientes ajustes automáticos, es viable gracias a la obtención de datos en un ordenador y una conexión a Ethernet. Es por ello que la robótica colaborativa se está volviendo muy populares debido a que son más fáciles de implementar con muchos de las mismas capacidades que tienen los robots industriales, pero más baratos en muchos sentidos para las empresas industriales, sin importar el sector al que se dediquen.
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Los robots tradicionales son fuertes, se sitúan sobre bases fijas y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las producciones con ciclos muy elevados. Estas capacidades tan avanzadas para un gran número de trabajos, les limita a su vez para adaptarse rápidamente a los nuevos procesos.
También requieren de jaulas de seguridad para garantizar la seguridad de los trabajadores, necesitan de expertos en programación e inversiones que con gran facilidad superan los 100.000 € en función de los accesorios. Los pequeños robots garantizan a las compañías pequeñas la posibilidad de automatizar trabajos repetitivos de lotes cortos y medianos con unos costos muy inferiores al de los robots industriales. Normalmente, y valorando por supuesto cómo es cada proceso, por 20.000 euros tenemos a nuestra disposición cobots de hasta 5 kg que generarán un retorno del dinero invertido que será inferior al año.
Cuando las compañías de automatización inician un nuevo reto, lo primero que analizan es la aplicación que se va a realizar y en cuánto tiempo se va a producir el retorno de la inversión. El análisis de los detalles indicados anteriormente dictaminará si tenemos que comprar un brazo robótico tradicional o cobot. Si existen brazos robóticos que han quedado en desuso y que por sus capacidades son aptos para el nuevo trabajo, la primera opción se centrará en buscar el modo de adaptarlos. Hay que recordar que en la última década se ha reducido el precio de los robots está favoreciendo a las compañías a aumentar su competitividad. El cambio de modelo productivo requiere de la incorporación de operarios con nuevas capacidades. Esta revolución industrial requiere de la necesidad de llevar a cabo una estrategia de capacitación que acompañe a las personas a adaptarse a los nuevos procesos.
A continuación queremos resumir algunos de los beneficios de los robot colaborativos en comparación con los brazos robóticos tradicionales.
La implementación en los robots colaborativos de interfaces muy intuitivas ayuda a que las personas sin experiencia en programación que aprendan con un ejemplo y puedan configurar rápidamente un robot. Los iconos de la HMI mueven el brazo del robot a los puntos de referencia deseados. Además la gran mayoría de los cobots permiten la configuración de los equipos manualmente. Otro sistema de programación es la programación manual, en el que simplemente el operador mueve el robot colaborativo con la mano. El cobot aprende la trayectoria a seguir para después repetir el programa de manera autónoma.
¿Es cierto que son seguros los robots colaborativos?
Los robots colaborativos llevan incorporados equipos de seguridad pero por ello no quiere decir que sean totalmente confiables. Tienen una fuerza limitada para que puedan trabajar sin barreras de seguridad, pero únicamente después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos garantizar que no la necesitan. El resultado de las evaluaciones de riesgos podría señalar la integración de equipos de seguridad adicionales como escáneres 3D o velocidades de trabajo reducidas. Al instalar un cobot, es importante tener todas las certificaciones, como UL para garantizar que los robots sean conformes con los estándares industriales. El costo de inicial a la hora de comprar un robot colaborativo es mucho menor en comparación con el de los robots tradicionales y tienen un consumo de energía muy bajo. 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 Alicante o en Pontevedra, por poner un ejemplo.
Elegir y colocar piezas de manera automática
Algunas de las soluciones en donde más se utilizan es en los procesos pick & place y el ensamblaje de piezas electrónicas. Todos ellos son trabajos repetitivos realizados tanto por humanos como por cobots. Hasta la fecha, las series de bajo volumen eran hechos de la mano de las personas, sin embargo los lotes de alto volumen precisan de un grado de automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para realizar los cambios, los cobots son especialmente eficaces en industrias como el embalaje.
Carga de centros de mecanizado
El abastecimiento de máquinas CNC es {uno de los procesos en los que más se utilizan los cobots. Su facilidad de configuración permite que los trabajadores de los CNC programen y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para desempeñar otros procesos o dirigir varias máquinas a la vez, lo que permite el rendimiento de la producción. Ahora los robots AMR están trabajando con éxito con los robots colaborativos con el fin de mejorar sus capacidades. Sobre todo se usan para el envío de materias primas a máquinas CNC.
Embalaje y paletizado en el final de línea
Entre los procesos en donde mayor aceptación están teniendo los cobots es en procesos de carga y descarga de materiales. Evidentemente 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 estas aplicaciones destacan las tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el empaquetado de paquetes antes de enviar el pedido. Estos procesos suelen dedicarse a el transporte de pequeñas cargas que se ajustan de manera adecuada a las características de los cobots. Los equipos de visión en 3D a menudo se integran en cobots para mejorar la calidad del producto.
Hay otras soluciones que precisan que el robot realice unas trayectorias fijas como sucede en las operaciones de soldadura o de encolado. La mayoría de las veces se utilizan software de simulación para estos procesos y se integra a la perfección la programación outline con simulación para lograr ciclos más rápidos y reducir el índice de fallos.
Control de calidad de los procesos con robots colaborativos
Las cámaras de visión que se añaden a los cobots pueden hacer que la inspección de calidad de los componentes sea fácil. Colocar una cámara de alta resolución sobre un cobot puede favorecer en el cambio rápido de lotes de piezas. La integración de los cobots aumentará aún más que se conviertan en una herramienta más en sectores como el de la medicina y los manufactureros. Es una realidad que automatizar por medio de los robots, y más concretamente la consecución de la colaboración entre trabajadores y máquinas, está permitir disminuir el precio de producción e incrementar la productividad.