Cuando nos referimos a automatizar un proceso productivo, necesitamos seleccionar la máquina automática adecuada en función de las particularidades del proceso, como puede ser el tiempo de ciclo, el espacio necesario requerido o si es preciso que exista una colaboración entre un operario y un robot (HRC). Parece que es muy fácil tomar una solución generalizada, pero a decir verdad, las líneas se confunden entre sí en función de las dificultades de cada nuevo proceso.
Automatización PRO es una empresa de España ubicada en Vizcaya con delegaciones en México, Colombia y Argentina desde donde ofrecemos asesoramiento sobre qué sistema de automatización y qué robot industrial es el más adecuado para que puedas sacar el mayor rendimiento posible a tus fabricaciones. La experiencia de nuestra ingeniería se adapta a las necesidades productivas de nuestros clientes para ofrecerle el mayor grado de satisfacción al concluir un proyecto de automatización.
Al buscar la optimización de las fabricaciones 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 aumenten en demasía las nuevas incorporaciones de operarios. Con el fin de hacernos una idea aproximada de la gran aceptación que están teniendo los cobots en diferentes sectores manufactureros, según un informe hecho previo a la llegada del covid-19 de IFR.org, los cobots ocuparán alrededor de un 30% en 2027 del total de robots industriales instalados en el mundo con un valor que alcanzará los 5 billones de dólares.
Qué es un robot industrial y un robot colaborativo
Por definición, aunque evidentemente tiene sus matizaciones, los brazos robóticos tradicionales han sido diseñados para poder trabajar con series más largas de piezas que requieren de pocos cambios de formatos, mientras que los robots colaborativos se ajustan con mayor facilidad a las series cortas de producción que necesitan gran cantidad de cambios de modelos.
Si queremos investigar con mayor detenimiento por qué es mejor agregar un robot colaborativo podemos empezar con fijarnos en la capacidad de carga útil que requiere la muñeca y los protocolos de seguridad del trabajo. Hay que indicar que el grado de repetición que ofrecen los proveedores para ambos tipos de robots son realmente parecidos.
Para que sirven los cobots
Los robots colaborativos son capaces de llevar a cabo prácticamente las mismas tareas que los robots industriales gracias a que se están creando un importante ecosistema de desarrolladores de aplicaciones que ofrecen softwares especializados para trabajos de soldadura, movimiento componentes o de pick & place que incluyen si es necesario IA. Otros factores a valorar como su alcance para un proceso de paletizado o el grado de protección para poder manipular alimentos, son factores importantes para elegir un tipo de robot. También debemos de prestar importancia al tipo de programación, si requiere o no de mucha flexibilidad ante el número de productos o definir la importancia de la velocidad.
Las compañías necesitan optimizar las producciones, reducir los tiempos inactivos de las máquinas y reducir los costes de la inversión. Las posibilidades que ofrece hoy en día la IA permiten también a las pequeñas empresas aumentar su capacidad productiva. La gestión de los entornos de las fabricaciones y la mejora de los mismos, es viable gracias a la recopilación de la información en un ordenador y una toma a Ethernet. Es por ello que los robots colaborativos se están volviendo muy populares debido a que son más fáciles de instalar con muchos de las mismas capacidades que tienen los robots industriales, pero más baratos en muchos sentidos para las empresas industriales, independientemente del sector al que se dediquen.
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Los brazos robóticos tradicionales son pesados, se ubican sobre bases estables y han sido creados para obtener el mayor rendimiento a las fabricaciones con ciclos muy elevados. Dichas particularidades tan potentes para un gran número de aplicaciones, también les impide adaptarse rápidamente a los cambios.
Hay que tener en cuenta que requieren de vallados de seguridad para garantizar la integridad de los operarios, requieren de expertos en programación y potentes inversiones que superan los cien mil euros en función de los equipos periféricos. Los robots colaborativos ofrecen a las PYMES la opción de automatizar trabajos repetitivos de pequeñas y grandes series con unos costos muy inferiores al de los robots industriales. Normalmente, y siempre en función de la aplicación, por 20.000 € tenemos a nuestro alcance robots colaborativos 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, lo primero que analizan es el proceso en cuestión y el tiempo del ROI. El estudio de todos los aspectos indicados hasta el momento determinará si debemos de adquirir un robot tradicional o un colaborativo. Si existen robots que se han dejado de utilizar en otros procesos y que por sus características son aptos para el nuevo trabajo, se intentará buscar la forma de integrarlos.
Hay que recordar que el abaratamiento que la tecnología robótica ha sufrido en los últimos años está favoreciendo a las empresas a mejorar su ventaja competitiva. El cambio de modelo productivo requiere de la incorporación de operarios con nuevas capacidades. Este proceso de transformación precisa de la necesidad de realizar una estrategia de formación que acompañe a los trabajadores a implicarse a los nuevos procesos.
A continuación nos encantaría recordar los principales beneficios de los robots colaborativos.
La implementación en los cobots de interfaces muy sencillas permite que las personas sin experiencia en programación que sean entrenados con un ejemplo y puedan modificar fácilmente un robot. Los iconos que aparecen la HMI desplazan el brazo del robot a los puntos de referencia establecidos. Incluso la gran mayoría de los robots colaborativos permiten la programación de los procesos manualmente. Otro método de programación es la programación manual, en el que únicamente el trabajador mueve el brazo cobot con la mano. El cobot aprende las coordenadas a realizar para seguido repetir el programa de manera automatizada.
¿Son confiables los cobots?
Los cobots llevan integrados sistemas de seguridad, pero no quiere decir que sean 100% seguros. Tienen una fuerza limitada para que puedan operar sin barreras de seguridad, pero solo después de realizar un análisis completo de riesgos, podremos asegurar que no la necesitan. El resultado del informe podría señalar la incorporación de sistemas de seguridad adicionales como por ejemplo escáneres 3D o velocidades de operación más bajas. Al instalar un robot colaborativo, es importante disponer de todas las certificaciones, como SGS para garantizar que los equipos cumplan con los estándares industriales. La inversión inicial de un cobot es mucho menor en comparación con la de los robots tradicionales y disponen de un tamaño reducido para minimizar los requisitos de espacio.
¿Para qué sirven los robots colaborativos?
Algunas de las soluciones en donde más se utilizan es en los procesos pick & place y el montaje de piezas electrónicas. Todos ellos son procesos continuos llevados a cabo tanto por humanos como por cobots. Históricamente, los artículos de bajo volumen eran hechos de la mano de los operarios, sin embargo los lotes de alto volumen precisan de una automatización más avanzada. Con la facilidad que ofrecen los robots colaborativos para los cambios rápidos, estos brazos robóticos son especialmente eficaces en procesos como la manufactura.
Suministro de piezas a máquinas de control numérico
El abastecimiento de piezas en centros de mecanizado es la segunda aplicación a la que más cobots se destinan actualmente. Al ser muy sencillos de programar ayuda a los operarios de los CNC configuren y produzcan rápidamente una serie de piezas al tiempo que liberan a los trabajadores para llevar a cabo otros procesos o dirigir varias máquinas al mismo tiempo, lo que permite el rendimiento de la producción. Actualmente los vehículos autónomos están trabajando con éxito con los robots colaborativos con el fin de aumentar sus prestaciones. Sobre todo se emplean en el transporte de componentes a centros de mecanizado.
Embalaje y células de paletizado
Entre las aplicaciones en donde mayor aceptación están teniendo este tipo de robots es en aplicaciones de pick & place de piezas. Evidentemente no ofrecen ciclos tan cortos como los robots Delta, pero sí son de gran utilidad cuando se necesita de un alcance de brazo mayor. Entre todas estas soluciones sobresalen las tareas que siendo repetitivas permiten ser automatizadas, como el armado de paquetes antes de realizar el envío. Estas tareas suelen necesitar la manipulación de pequeñas piezas que se adaptan perfectamente a las características de los robots colaborativos. Los sistemas de visión en 3D a menudo se combinan con los brazos robóticos para optimizar el proceso de control de calidad.
Existen otras aplicaciones que requieren que el robot realice unas rutas continuas como sucede en las operaciones de soldadura o de dispensación. La mayoría de las veces se emplean softwares para esta aplicación y se integra a la perfección la programación outline con simulación para obtener ciclos más rápidos y disminuir el índice de fallos.
Cobots para la inspección de calidad robotizado
Las cámaras de visión que se añaden a los robots colaborativos pueden lograr que la inspección de calidad de los componentes sea eficiente. Colocar un equipo de visión en 3D sobre un robot industrial puede ser de ayuda en el cambio de un producto a otro. La integración de los cobots crecerá aún más que se vean como un elemento común en sectores como el del procesamiento de alimentos y los manufactureros. Es evidente que comprar robots colaborativos en España o en otros países, y sobre todo con la llegada de la colaboración entre operarios y máquinas, está permitiendo disminuir los costos de producción e incrementar la productividad.