Robots colaborativos

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Los robots colaborativos (o cobots) están diseñados para trabajar con humanos en un ambiente de trabajo compartido y seguro, mejorando la eficiencia, la precisión y la seguridad del trabajo.

Estos cobots son capaces de aprender y adaptarse a las necesidades de los trabajadores permitiendo mayor flexibilidad en la producción y reduciendo de los tiempos de inactividad de la empresa.

Los robots colaborativos son una alternativa para las pymes por su bajo coste y capacidad de trabajar en tareas que antes eran peligrosas, difíciles o repetitivas para los humanos.

¿Qué son los robots colaborativos?

Los robots colaborativos son una clase de robots diseñados para trabajar junto con los humanos en un entorno compartido, en lugar de reemplazarlos completamente.

Esto permite a las empresas aumentar la productividad y mejorar la calidad de los productos y servicios, reducir los costes y mejorar la seguridad en el lugar de trabajo.

Los robots colaborativos permiten automatizar tareas demasiado peligrosas o difíciles para ser realizadas por humanos, lo que permite a los trabajadores concentrarse en tareas de mayor valor agregado.

Cómo funcionan los robots colaborativos

Para trabajar conjuntamente con los humanos, estos robots utilizan sensores avanzados y tecnologías de seguridad para detectar y reaccionar a la presencia de las personas a su alrededor, permitiendo que los humanos y los robots trabajen juntos sin la necesidad de barreras físicas o sistemas de seguridad tradicionales.

Los robots colaborativos también utilizan una variedad de tecnologías de control avanzadas, como el aprendizaje automático y el control adaptativo, para adaptarse a las condiciones cambiantes del entorno de trabajo y a las necesidades de las tareas específicas. Esto les permite ser altamente flexibles y capaces de trabajar en una amplia variedad de aplicaciones.

Suelen tener un diseño compacto y ligero y ser fácilmente programables por lo que se pueden cambiar de tarea con facilidad. Suelen tener interfaces de usuario intuitivas y fáciles de usar, lo que permite a los trabajadores no expertos en robótica programar y operar estos robots con pocos conocimientos.

Componentes de los robots colaborativos

los principales componentes de un robot colaborativo son:

1. Brazo robótico: es la parte principal del robot colaborativo, es la responsable de realizar las tareas físicas. Está compuesto por varios grados de libertad, que permiten al brazo moverse en diferentes direcciones y ángulos. En el extremo del brazo se sitúa la garra que puede tener variedad de diseños dependiendo la tarea a realizar por el cobot: soldar, agarrar, atornillar…
2. Controlador: es el cerebro del robot, recibe y procesa las instrucciones dadas al robot. Está conectado al brazo robótico y controla sus movimientos y acciones.
3. Sensores: son dispositivos que permiten al robot percibir y medir el entorno que lo rodea. Estos pueden incluir sensores de proximidad, cámaras, sensores de fuerza, sensores táctiles, entre otros.
4. Software: es el conjunto de programas y aplicaciones que permiten al robot funcionar y realizar sus tareas. Puede incluir programas de control, software de visión artificial, software de seguridad, entre otros.
5. Interfaz de usuario: Es el medio por el cual el usuario interactúa con el robot y le da las instrucciones necesarias. Puede ser una pantalla táctil, un teclado o un dispositivo móvil.
6. Fuente de alimentación: Es la fuente de energía que permite al robot funcionar. Puede ser una batería o una conexión eléctrica.
7. Sistemas de seguridad: Los sistemas de seguridad son esenciales para garantizar la seguridad de los trabajadores humanos que comparten el espacio con el robot. Estos pueden incluir barreras físicas, sensores de seguridad, sistemas de detención de emergencia, entre otros.

Todos estos componentes trabajan juntos para permitir que el robot realice sus tareas de manera eficiente y segura.

Beneficios de utilizar robots colaborativos en la industria

Los cobots tienen varias ventajas sobre los robots industriales tradicionales, como mayor seguridad, flexibilidad y rentabilidad.

Las principales ventajas de los robots colaborativos son:

1. Mejora en la eficiencia y productividad en la producción.
2. Reducción de costos laborales.
3. Mayor precisión y consistencia en las tareas realizadas.
4. Capacidad de trabajar en condiciones peligrosas para los humanos.
5. Mejora en la ergonomía y disminución de lesiones laborales.
6. Aumento de la flexibilidad en la producción.
7. Mejora en la calidad del producto final.
8. Capacidad de trabajar de forma autónoma.
9. Capacidad de realizar tareas monótonas y repetitivas.
10. Mejora en la seguridad en el lugar de trabajo.

Los cobots pueden ayudar a las empresas a reducir costos al asumir tareas tediosas que requieren mucho tiempo y esfuerzo de los trabajadores humanos. También se pueden utilizar para proyectos más complejos, como el control de calidad y el montaje de productos. Además, los cobots son fáciles de programar y mantener en comparación con los robots industriales tradicionales que requieren experiencia especializada. Esto los convierte en una opción atractiva para las empresas que buscan una solución rentable para la automatización de sus operaciones.

Ejemplo de envasado, etiquetado y paletizado de diversos productos

Esta pyme optimizó su producción con robots colaborativos de Universal Robots a 228 artículos/hora y una amortización de un año

Inconvenientes de los robots colaborativos

A pesar de que los robots colaborativos, también conocidos como «cobots», ofrecen muchos beneficios, también presentan algunos inconvenientes:

1. Costo: La adquisición y el mantenimiento de un robot colaborativo pueden ser costosa, aunque menor que un robot tradicional.
2. Seguridad: Aunque los robots colaborativos están diseñados para trabajar de manera segura junto a humanos, pueden existir riesgos potenciales para la seguridad de los trabajadores dependiendo del tipo de tarea, especialmente si no se establecen las medidas de seguridad adecuadas y no se lleva a cabo una adecuada formación y mantenimiento.
3. Flexibilidad: Aunque los robots colaborativos son más flexibles que los robots industriales tradicionales, todavía pueden presentar limitaciones en términos de movimiento y capacidad de carga. Esto puede limitar su capacidad para realizar tareas específicas o adaptarse a entornos de trabajo cambiantes.
4. Formación: Se suelen presentar como una solución “Plug&Play” ofertándolos casi como un electrodoméstico. Pero no es así. Para no tener sorpresas mejor contar con un equipo de profesionales capacitados y experimentados en la implementación y mantenimiento de robots colaborativos. Te asegurarás que se toman las medidas de seguridad adecuadas y se implementen los robots de manera efectiva. De otro modo, los robots colaborativos pueden no funcionar de manera óptima y pueden presentar problemas de seguridad.
5. Interrupción en el trabajo: La implementación de un robot colaborativo puede requerir una interrupción temporal en el trabajo, ya sea para la instalación, configuración, formación, adaptación de procesos, entre otros. Esto puede tener un impacto en la productividad y en la continuidad del trabajo.

Aplicaciones comunes de los robots colaborativos

Los robots colaborativos (cobots) permiten que los trabajadores se liberen de tareas repetitivas y con poco valor para dedicarse a otras que aporten más valor a la empresa.

Algunos de los trabajos que pueden hacer los cobots son:

• Montaje: Los robots colaborativos son una excelente opción para tareas de montaje, ya que son capaces de realizar tareas precisas y repetitivas de forma autónoma aumentando la velocidad y la precisión del proceso de montaje y reduciendo el margen de error humano. Son flexibles y pueden ser programados para adaptarse a diferentes tareas y productos, lo que los hace ideales para la automatización en líneas de producción que requieren manejar diferentes tipos de productos.
• Empaquetado: Los cobots son una alternativa eficiente y rentable para el empaquetado de productos, ya que ofrecen las ventajas de la automatización robótica sin los costos adicionales de programación y seguridad de los robots industriales. Por su tamaño compacto permite un fácil uso en espacios de trabajo compartidos y pueden ser reprogramados rápidamente para adaptarse a las necesidades cambiantes del trabajo. Esto permite un periodo de amortización de menos de un año.
• Despaletizado: Los cobots son una solución económica y flexible para el despaletizado, ya que tienen un período de amortización de menos de un año. Se pueden programar para despaletizar diferentes productos/formatos. Su ritmo de trabajo se ajusta a la demanda, trabajando sin interrupciones las 24 horas del día en espacios reducidos.
• Alimentador CNC los robots colaborativos proporcionan una mayor velocidad y precisión para alimentar las máquinas de control numérico. Tienen la capacidad de soportar condiciones ambientales y cambios de temperatura que harían la tarea pesada para los trabajadores humanos. Pueden alimentar a varias máquinas a la vez y trabajar las 24 horas del día.
• Soldadura con cobots: ofrecen varias ventajas sobre los métodos tradicionales como la precisión y la consistencia de la soldadura que es mayor que con trabajadores humanos, ya que son capaces de realizar soldaduras de alta calidad de forma constante y precisa. Pueden trabajar de forma autónoma, lo que significa que pueden realizar tareas repetitivas y peligrosas, como soldar en lugares de difícil acceso o en condiciones ambientales desfavorables, sin poner en riesgo a los trabajadores humanos. Por último, pueden aumentar la productividad de la fábrica, ya que trabajan a un ritmo más rápido y consistente que los trabajadores humanos, lo que se traduce en una mayor eficiencia en la producción.
• Laboratorio: Los cobots tienen un alto grado de precisión y repetibilidad superior a los humanos por lo que son perfectos para automatizar tareas repetitivas. Pueden trabajar con sustancias peligrosas, como productos químicos o cancerígenos, de forma constante sin error, por lo que se pueden programar para hacer tareas sin supervisión humana.
• Control de calidad: los robots colaborativos equipados con cámaras de visión, son una excelente alternativa para realizar mediciones 2D, 3D y controles no destructivos que garantizan la calidad de los productos revisados. Además, son capaces de identificar fácilmente las piezas defectuosas antes de su empaquetado o envío.
• Pick and Place: los robots colaborativos son flexibles y pueden ser programados para adaptarse a diferentes tareas y productos, lo que los hace ideales para la automatización en líneas de producción que requieren manejar diferentes tipos de productos. Además, son más baratos que un robot industrial por lo que la amortización se reducirá. Pueden trabajar a un ritmo más rápido y consistente que los humanos, lo que se traduce en una mayor eficiencia en el proceso.
• Atornillado: el atornillado es una tarea monótona y repetitiva que implica errores para un trabajador. Con un cobot se consigue una precisión y velocidad que para una persona es difícil de igualar con un margen de errores casi nulo, por lo que son ideales para automatizar procesos de gran precisión.
• Lijado, pulido y pegado: Dada la flexibilidad de los robots colaborativos, se pueden colocar en cualquier sitio por reducido que sea, pueden hacer tareas repetitivas con mayor precisión y velocidad que los humanos consiguiendo un acabado de mayor calidad. Pueden reprogramarse para trabajar con lotes pequeños o cambios constantes de formato por lo que son perfectos para automatizar líneas que no sería posible hacerlo por su alto coste con robots tradicionales.
• Moldeo por inyección: Los robots colaborativos garantizan una dosificación exacta las 24 horas del día por lo que disminuyen los costos de fabricación al utilizar menos materiales y trabajar sin interrupciones ni supervisión humana.

Desafíos y precauciones al implementar robots colaborativos

La instalación de robots colaborativos presenta una serie de desafíos y precauciones que deben ser considerados para garantizar un uso seguro y efectivo de estos robots.

Uno de los principales desafíos en la implementación de robots colaborativos es asegurar la seguridad de los trabajadores que comparten el espacio con los robots. Esto incluye el diseño y la configuración adecuada del espacio de trabajo, así como la formación de los trabajadores para interactuar de manera segura con los robots.

Otro desafío es asegurar la compatibilidad de los robots con los sistemas y procesos existentes en la empresa. Esto puede requerir la adaptación o la optimización de los sistemas y procesos existentes para funcionar de manera efectiva con los robots.

También puede presentar desafíos en términos de costos y tiempo de inversión. Aunque los robots colaborativos son más económicos y fáciles de implementar que los robots industriales tradicionales, todavía requieren una inversión significativa en términos de costos y tiempo para configurar y mantener.

En cuanto a las precauciones, es esencial contar con un equipo de profesionales capacitados y experimentados en la implementación y mantenimiento de robots colaborativos, para asegurar que se establezcan las medidas de seguridad adecuadas y se instalan los robots de manera efectiva.

Además, es importante tener en cuenta que los robots colaborativos son diseñados para trabajar junto a humanos, no deben ser considerados como una solución «plug and play». Es importante llevar a cabo un estudio previo de las necesidades de la empresa y de los procesos para garantizar que los robots colaborativos ayudarán a mejorar la eficiencia y productividad.

La implementación de robots colaborativos puede presentar desafíos y precauciones importantes, pero cuando se abordan adecuadamente, pueden tener un impacto positivo en la eficiencia y productividad de la empresa.

Es importante tener en cuenta que una correcta planificación, formación y mantenimiento son fundamentales para garantizar un uso seguro y efectivo de estos robots.

Ejemplos de robots colaborativos en la industria

A continuación, se presentan algunos ejemplos de robots colaborativos en la industria:

1. Fanuc CR-35iA: Este cobot es utilizado en la industria automotriz para tareas de ensamblaje y soldadura. con una capacidad de 35 kg, un alcance de 1.831mm y 6 ejes es capaz de trabajar junto a humanos en múltiples aplicaciones sin necesidad de barreras de seguridad.
2. Universal Robots UR10: Este cobot es utilizado en una variedad de industrias, incluyendo la fabricación, el empaquetado y la logística. Tiene un alcance de 1.300 mm, una capacidad de 12,5 Kg es capaz de trabajar en conjunto con humanos en aplicaciones de ensamblaje, mecanizado, paletizado o embalaje.
3. KUKA LBR iiwa: Este cobot es utilizado en la industria de la automatización y la robótica en general. Con 7 ejes, 820mm de alcance y 14 kg de capacidad es capaz de trabajar junto a humanos en aplicaciones de manipulación, empaque, de paletización, de emisión óptica por chispa o mecanizado.
4. ABB YuMi: Este cobot de doble brazo es utilizado en la industria electrónica y tiene un alcance de 559mm, una capacidad de 500 gramos y 14 ejes. Es capaz de trabajar junto a humanos en aplicaciones de ensamblaje y soldadura.

Los robots colaborativos tienen un gran impacto en la industria y se están utilizando cada vez más para tareas de ensamblaje, soldadura, mecanizado y empaquetado, entre otras.

Recomendaciones para usar robots colaborativos en tu empresa

Si deseas aprovechar los beneficios de los robots colaborativos (cobots) para tu empresa, hay algunas recomendaciones clave que debes tener en cuenta.

1. Crea un plan para implementar el robot colaborativo. Esto debe incluir una evaluación de la situación actual, un análisis crítico de los retos que se presentan al integrar el robot colaborativo, y una planificación detallada de todos los pasos para la implementación.
2. Considera la seguridad. Los robots colaborativos deben instalarse y usarse bajo las directrices del fabricante para maximizar la seguridad los trabajadores.
3. Asegúrate de tener una infraestructura adecuada para el robot colaborativo. Esto incluye el equipamiento, el espacio de trabajo, los recursos necesarios, así como la formación de los trabajadores.
4. Diseña procesos simples para el robot colaborativo. Los procesos deben mantenerse sencillos para garantizar que el robot funcione sin problemas.
5. Busca la asistencia de especialistas externos si es necesario. Pueden ayudar con la instalación, configuración y puesta en marcha del robot.
6. Mantén al robot colaborativo al día. Es importante realizar un mantenimiento periódico y, si es necesario, actualizaciones para garantizar el correcto funcionamiento del robot.

Por último, monitorea el rendimiento del robot colaborativo para detectar cualquier problema. Esto permitirá identificar y corregir rápidamente los errores antes de que afecten la productividad de tu empresa.

Si sigues estas recomendaciones, puedes aprovechar al máximo los robots colaborativos para tu empresa sin sorpresas ni sobresaltos.

Principales fabricantes y precios de robots colaborativos

A continuación, se presenta una lista de los principales fabricantes de robots colaborativos, junto con algunos de sus modelos y precios aproximados (los precios pueden variar dependiendo de las especificaciones y configuraciones específicas del cliente):

• Universal Robots: Fabricante líder en robots colaborativos, con una amplia gama de modelos y precios. Algunos de sus modelos incluyen el UR3 (desde 35.000€), UR5 (desde 45.000€) y UR10 (desde 60.000€).
• Fanuc: Fabricante de robots industriales con una línea de robots colaborativos, con precios desde 40.000€. Algunos de sus modelos incluyen el CR-35iA y el CR-7iA.
• ABB Robotics: Fabricante de robots industriales con una línea de robots colaborativos, con precios desde 35.000€. Algunos de sus modelos incluyen el YuMi y el IRB 1200.
• KUKA Robotics: Fabricante de robots industriales con una línea de robots colaborativos, con precios desde 40.000€. Algunos de sus modelos incluyen el LBR iiwa y el Agilus.
• Yaskawa Motoman: Fabricante de robots industriales con una línea de robots colaborativos, con precios desde 40.000€. Algunos de sus modelos incluyen el HC10 y el MH12.
• Denso Robotics: Fabricante de robots industriales con una línea de robots colaborativos, con precios desde 50.000€. Algunos de sus modelos incluyen el VS-060 y el VS-080.
• Rethink Robotics: Fabricante de robots colaborativos con precios desde 25.000. Sus modelos incluyen el Sawyer y el Baxter.
• Omron: Fabricante de robots colaborativos con precios desde 35.000. Sus modelos incluyen el TM5-700 y el TM5-900

Hay otros fabricantes como Automata, Dobot, Jaka… más asequibles con cobtos desde los 5.000€ hasta los 20.000€.

Ten en cuenta que estos precios son aproximaciones y pueden variar dependiendo de las especificaciones y configuraciones del cliente.

Es importante que investigues las opciones disponibles y consideres las necesidades específicas de tu industria antes de tomar una decisión.

Robots colaborativos y seguridad

En general, se considera que los robots colaborativos (cobots) son seguros y reducen el riesgo del contacto humano, evitando lesiones por aplastamiento e impacto.

Sin embargo, sigue siendo necesario evaluar los riesgos para garantizar la seguridad de los trabajadores ya que no olvidemos que se trata de una máquina susceptible de provocar un accidente.

Es importante contar con un equipo de profesionales capacitados y experimentados en la implementación y mantenimiento de robots colaborativos, para asegurar que se establezcan las medidas de seguridad adecuadas y se implementen los robots de manera efectiva según especifica el fabricante y la normativa de seguridad y salud laboral.

Se recomienda realizar una evaluación de riegos como paso previo a su instalación y contar con barreras físicas, sensores de seguridad y sistemas de detención de emergencia necesarios para evitar accidentes y garantizar la seguridad de los trabajadores.

Además, es importante llevar a cabo inspecciones regulares y mantenimiento para detectar y corregir cualquier problema o defecto en el robot.

Por otro lado, los fabricantes de robots colaborativos también deben cumplir con estándares de seguridad internacionales, como ISO 10218 y ISO/TS 15066, que establecen las normas para la seguridad de los robots colaborativos y su interacción con los trabajadores.

Uno de los principales desafíos en la seguridad de los robots colaborativos es asegurar que los trabajadores que comparten el espacio con los robots estén formados y entiendan cómo interactuar de manera segura con estos robots. Esto incluye la educación sobre los protocolos de seguridad y las medidas de emergencia, así como la formación para detectar y evitar situaciones de riesgo.

Futuro de los robots colaborativos y tendencias emergentes

El futuro de los robots colaborativos parece prometedor, con un crecimiento constante en la demanda en diferentes industrias. Se espera que la tasa de adopción de los robots colaborativos continúe aumentando a medida que las empresas busquen mejorar la eficiencia, la precisión y la seguridad en el trabajo.

Una de las tendencias emergentes en el campo de los robots colaborativos es la incorporación de inteligencia artificial y aprendizaje automático. Esto permitirá a los robots colaborativos aprender y adaptarse a su entorno, mejorando su capacidad para trabajar junto a los humanos. También se espera que los robots colaborativos se vuelvan cada vez más capaces de realizar tareas complejas, permitiendo a los trabajadores humanos enfocarse en tareas más valiosas.

Otra tendencia emergente es la movilidad de los robots colaborativos. Los robots colaborativos móviles son capaces de moverse libremente por un espacio de trabajo, lo que les permite realizar tareas en diferentes áreas y reducir el tiempo de inactividad. La robótica colaborativa también se está convirtiendo en cada vez más económica y accesible para las pequeñas y medianas empresas, lo que permite su adopción en una variedad de industrias.