Desde la introducción de robots en la línea de GM a principios de la década de 1960, el mundo ha presenciado una revolución en la fabricación automatizada. Hoy en día, hay una multitud de aplicaciones para robots industriales en muchas industrias, lo que ha llevado a un crecimiento significativo en el sector de la robótica.
Si bien todo el sector de robots industriales ha experimentado crecimiento durante este tiempo, el segmento más emocionante y de mayor crecimiento pertenece a los robots colaborativos (o 'cobots').
Según la firma de investigación de mercado Interact Analysis, el mercado de los cobots, que valía menos de USD 400 millones en 2017, alcanzará USD 7.5 mil millones y representará el 29 por ciento de todo el mercado global de robots industriales para 2027.
Los cobots están ganando popularidad debido a su flexibilidad, seguridad, tamaño compacto, rápido retorno de inversión (ROI), bajo costo total de propiedad (TCO) y facilidad de uso. Sigue leyendo para aprender más sobre cómo se utilizan hoy en día la automatización y los cobots, y por qué estas soluciones tecnológicas son tan populares.
¿QUÉ INDUSTRIAS DEPENDEN DE LOS COBOTS?
La robótica y la tecnología de automatización en forma de cobots han encontrado una amplia gama de aplicaciones industriales, incluyendo ensamblaje, dispensación, soldadura, acabado, manejo de materiales, eliminación de materiales y pruebas de calidad.
Los cobots de UR se utilizan en ocho sectores industriales principales: alimentos y agricultura; muebles y equipo; electrónica y tecnología; metalurgia y mecanizado; automotriz y subcontratistas; plásticos y polímeros; farmacéutica y química; y ciencia e investigación.
Esta lista sigue creciendo a medida que se descubren nuevas oportunidades para beneficiarse de la automatización colaborativa.
¿QUÉ TECNOLOGÍAS SE UTILIZAN PARA LA AUTOMATIZACIÓN?
El éxito de la industria de la automatización depende de una variedad de tecnologías de hardware y software. Aunque las máquinas son capaces de realizar varias tareas en las empresas o en los pisos de fábrica, necesitan estar combinadas con el software correcto y los efectores finales adecuados para ser verdaderamente efectivas.
A continuación se presentan cuatro tipos de automatización que se utilizan hoy en día.
ROBÓTICA
Los robots industriales tradicionales son grandes máquinas que requieren cercado o jaulas de seguridad. Caros de adquirir y operar, estos robots tradicionales son difíciles de programar y suelen estar orientados a un solo propósito. No es de sorprender que el sector industrial esté cada vez más interesado en los cobots para automatizar la fabricación. Los cobots son más pequeños y flexibles que los robots industriales tradicionales. También son más seguros, lo que permite desplegarlos junto a empleados humanos en una variedad de tareas, desde el mantenimiento de máquinas e inspección de calidad hasta el acabado y el empaquetado y paletizado.
INTELIGENCIA ARTIFICIAL (IA)
La inteligencia artificial, o IA, juega un papel cada vez más importante en la industria. De hecho, la IA se considera un componente esencial de la Industria 4.0, una visión del futuro de la fabricación que combina lo mejor en comunicaciones de datos, análisis en tiempo real y colaboración humano-robot. Cuando las máquinas están equipadas con IA, pueden aprender a responder a una variedad de diferentes escenarios.
Por ejemplo, los dispositivos de monitoreo remoto de borde permiten a los usuarios de cobots monitorear, solucionar problemas y programar sus cobots de manera remota. El Nvidia Jetson AGX Xavier Developer Kit permite el desarrollo e implementación de aplicaciones robóticas habilitadas por IA a gran escala, incluidas redes neuronales avanzadas. Y Autodesk Fusion 360 es un software CAD/CAM basado en la nube, fácil de usar, que puede generar archivos de trayectorias de herramientas de múltiples ejes basados en modelos 3D. Estos paquetes están disponibles a través de la plataforma UR+.
MODELADO Y SIMULACIÓN
El uso efectivo de la tecnología y la automatización requiere planificación y una comprensión del producto final. Los fabricantes dependen del modelado y la simulación para obtener una mejor perspectiva de cómo deben funcionar sus productos. Esto facilita la adaptación y el cambio de diseños, planificar posibles problemas y visualizar el resultado.
El software de simulación es ampliamente utilizado cuando se despliegan robots industriales tradicionales, impulsado por el alto costo y la baja flexibilidad de los sistemas de robótica tradicionales. Si bien los cobots pueden modelarse en software de simulación, en la gran mayoría de las implementaciones de cobots este paso simplemente no es necesario. En lugar de pasar horas modelando la aplicación, los usuarios de cobots pueden simplemente elegir un efector final adecuado, realizar una evaluación de seguridad y luego mover el cobot a la posición para probar su rendimiento.
VISIÓN POR COMPUTADORA
La tecnología de visión por computadora se puede utilizar en muchas industrias para ayudar a guiar robots e inspeccionar productos. La visión por computadora es increíblemente precisa y puede identificar incluso las imperfecciones más pequeñas. Los sistemas de visión y sensores también se pueden utilizar para la ubicación de piezas y aplicaciones de metrología.
Por ejemplo, OnRobot Eyes es un sistema de visión con una cámara 2.5D que se puede montar en la muñeca de un cobot de Universal Robots o externamente. Eyes proporciona una calibración rápida con una sola imagen y reconocimiento de piezas, y la programación es intuitiva y rápida a través del software URCap que se ejecuta en el teach pendant de Universal Robots.
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¿POR QUÉ LA AUTOMATIZACIÓN Y LA TECNOLOGÍA SON TAN ATRACTIVAS PARA LOS FABRICANTES?
Hay muchos aspectos de la fabricación que se pueden mejorar con la introducción de la tecnología y la automatización.
SOLUCIÓN A LA ESCASEZ DE MANO DE OBRA
La escasez de mano de obra representa una amenaza muy real para el éxito de las industrias manufactureras. Algunas áreas del mundo están viendo que su fuerza laboral actual llega a la edad de jubilación sin la presencia de trabajadores más jóvenes para asumir sus roles. Esto tiene importantes consecuencias. Por un lado, no hay suficientes personas para cubrir las horas necesarias para una producción efectiva. Además, los trabajadores de mayor edad pueden no ser capaces de completar tareas arduas, repetitivas o que requieren habilidades motoras finas tan eficazmente como solían hacerlo.
La automatización puede resolver estos problemas. En áreas donde simplemente no hay suficiente mano de obra disponible, por ejemplo, los fabricantes pueden desplegar un cobot. Y debido a que los cobots y los humanos pueden ocupar de manera segura el mismo espacio de trabajo, los cobots permiten a las empresas complementar las capacidades del personal existente.
En lugar de reemplazar a los trabajadores humanos, los cobots pueden hacerse cargo de las tareas repetitivas y peligrosas, liberando a los humanos para trabajar en tareas de mayor valor. Dado que los trabajadores con poca o ninguna experiencia previa en robótica pueden capacitarse fácilmente para usar un cobot de Universal Robots, desplegar cobots también brinda oportunidades de mejora de habilidades a medida que los trabajadores pasan de realizar trabajos repetitivos, como la inspección de calidad y el mantenimiento de máquinas, a programar cobots y monitorear su rendimiento.
AUMENTO DE LA PRODUCCIÓN
La automatización puede ayudar a las empresas a optimizar los procesos de producción, lo que conduce a un aumento en la producción y a mejores resultados de calidad. Ya sea que se desplieguen en tareas de ensamblaje, soldadura, lijado, inspección u otras, los cobots pueden operar de manera rápida, confiable y consistente. Y a diferencia de sus contrapartes humanas, los trabajadores robóticos pueden funcionar las 24 horas del día, los 365 días del año, lo que permite a las empresas aumentar la producción mediante la implementación de turnos adicionales y/o producción sin supervisión ("lights out").
REDUCCIÓN DE COSTOS A LARGO PLAZO
Un beneficio principal de la automatización es el menor costo de producción a lo largo del tiempo, debido a mejoras en los procesos de producción. También son más precisos y eficientes, lo que lleva a menos desperdicio de material. Además, cuando los robots asumen tareas peligrosas de los trabajadores humanos, hay menos costos asociados con las lesiones en el lugar de trabajo.
Los cobots de UR, en particular, son una solución flexible y única diseñada para satisfacer una amplia gama de necesidades industriales. Están diseñados para ser fáciles de usar, lo que significa que, en la mayoría de los casos, la programación y solución de problemas de los cobots de UR puede ser realizada por el usuario final.
MEJORA EN LA CALIDAD
La tecnología de robótica y automatización es capaz de garantizar un nivel de calidad que la mano de obra humana no puede igualar. Incluso los trabajadores humanos más experimentados y precisos introducirán algún grado de error, como apretar demasiado o desalinear tornillos o no aplicar una capa uniforme de pintura sobre una superficie grande. En todos los casos, la automatización reduce drásticamente la cantidad de errores.
Por ejemplo, el fabricante con sede en Ohio, thyssenkrupp Bilstein, implementó con éxito cobots UR10 en una aplicación de inspección de piezas de suspensión automotriz. “Cuando hacíamos la inspección de calibración antes, verificábamos dos piezas cada una o dos horas para asegurarnos de que estábamos donde pensábamos, pero ahora tenemos una inspección al 100%”, dijo Doug Mcle, ingeniero de manufactura. El cobot desplegado en la línea de ensamblaje final está equipado con una cámara de visión y se mueve rápidamente entre puntos de inspección para asegurarse de que todos los componentes estén en la posición correcta y que la etiqueta esté aplicada correctamente y sea legible. “Cada parte que pasa se verifica, y si falla, el robot la rechaza en el actuador final”, agrega McCle.
¿CUÁLES SON ALGUNOS EJEMPLOS DE AUTOMATIZACIÓN?
Con tantas aplicaciones y beneficios al incorporar tecnología, innumerables fabricantes han introducido la automatización en sus negocios y fábricas. Veamos brevemente cómo la automatización juega un papel en las industrias automotriz, electrónica y de muebles.
AUTOMOTRIZ
Existen muchas oportunidades para la implementación de robótica y automatización en la industria automotriz, incluyendo el mantenimiento de máquinas, el ensamblaje y la inspección de calidad.
La empresa estadounidense especializada en manufactura contratada, Comprehensive Logistics, utilizó un cobot UR10 equipado con un sistema de visión para realizar tareas de inspección de motores. Esta implementación resultó en un aumento del rendimiento y una mejora en la calidad del producto.
ELECTRÓNICA
Los cobots también son una excelente solución para los fabricantes de electrónicos que necesitan un robot flexible que puedan adaptar fácilmente a una amplia gama de piezas y procesos.
Un ejemplo es Scott Fetzer Electrical Group (SFEG), una empresa que fabrica una variedad de productos de lotes pequeños y alta mezcla, y cuyos procesos de producción cambian a diario. SFEG utiliza un UR5 y un UR10 para tareas de manejo de láminas metálicas en sus instalaciones de producción, proporcionando la adaptabilidad requerida. Cada día, los cobots son asignados al área donde se necesitan más, ya sea para cortar una lámina en la prensa o para las etapas de formado, plegado y ensamblaje final de los componentes eléctricos.
MUEBLES Y EQUIPO
La producción de muebles se beneficia enormemente cuando se introduce la automatización. Por ejemplo, los cobots pueden utilizarse para ensamblar, pegar y soldar productos. También se pueden utilizar para tareas de inspección e incluso para el embalaje y paletizado del producto final.
Considera el ejemplo de Franke, una empresa suiza que fabrica equipos de cocina. Franke tiene una alta demanda —alrededor de 10,000 unidades al año y en crecimiento— de sus fregaderos de cocina, los cuales requieren ensamblaje y pegado. La empresa implementó un cobot UR5 en su línea de producción para garantizar una dispensación uniforme y en 360 grados del adhesivo necesario para unir los bloques de montaje.
La solución con el UR5 proporciona precisión exacta y utiliza solo la cantidad preestablecida de adhesivo para cada unión. Además de los otros beneficios que ofrece su implementación del cobot UR5, esto ayuda a Franke a reducir el desperdicio de materiales y de producto defectuoso o inutilizable.
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CONCLUSIÓN
Existen pocos procesos físicos de producción que no puedan mejorarse o resolverse con la introducción de la automatización. Cada año, la industria manufacturera se adapta integrando IA, robótica, dispositivos de borde y sensores en sus procesos.
El segmento más emocionante y de mayor crecimiento del mercado de robótica industrial es el de los robots colaborativos. Los cobots proporcionan un rápido retorno de inversión (ROI), son fáciles de implementar, ofrecen un bajo costo total de propiedad (TCO) y son seguros para operar alrededor de humanos sin necesidad de cercas de seguridad. Universal Robots fue pionero —y sigue a la vanguardia— del movimiento de robots colaborativos.
Si tienes preguntas sobre los productos de Universal Robots y cómo pueden beneficiar a tu empresa, ¡habla hoy con un experto en automatización!
