Robots Colaborativos (CoBots): los robots que revolucionarán la rutina diaria de las empresas
Los robots colaborativos, conocidos por la abreviatura Cobots, no son nada nuevo. Aparecieron tímidamente por primera vez a comienzos del presente siglo XXI, pero ahora vienen de forma arrolladora para transformar el modelo productivo y desempeñar un gran papel en la Revolución Industrial 4.0.
Los ciclos de vida de los productos son cada vez más cortos en casi todos los sectores y muchos de ellos tienen que responder a nuevas tendencias tras un período de tiempo muy breve. La producción y la automatización deben adaptarse a este panorama y los cobots contribuyen a ello.
Estos «robots ayudantes» se han creado para interactuar físicamente con humanos en un entorno colaborativo de trabajo.
Sus características más relevantes son:
- El tiempo de ciclo no es un factor crítico. En su entorno, el ser humano es quien marca el tiempo de ejecución de las tareas. Los robots se adaptan a las personas, y no al revés.
- Pueden estar fijos sobre un soporte o sobre otro robot móvil AMR. Es esta una combinación muy interesante que tiene gran predicamento en entornos logísticos.
- Están desarrollados para interactuar con personas mediante algoritmos pre-programados e incluso de IA.
- Muy aptos para tareas repetitivas, tediosas y de poco valor añadido. Con el uso de los CoBots, se pueden destinar los seres humanos a funciones que añadan más valor al producto o servicio entregado.
- Se prestan a todo tipo de tareas. Se pueden programar en función de las necesidades.
- Funcionamiento con baterías. Al poderse operar de forma fija o móvil, disponen de baterías internas acumuladoras de electricidad. Se recargan en estaciones fijas cuando la batería se agota.
Estructura de los CoBots
Puede ser muy variada y son los robots que mejor se prestan a tener un aspecto antropomórfico.
Habitualmente suelen constar de:
- Base fija sobre soporte o móvil sobre AMR construida por el fabricante del Robot
- Cuerpo central construido por el fabricante del Robot
- Un cabezal, donde se pueden adaptar múltiples herramientas al gusto del cliente.
Robots Colaborativos + Robots móviles AMR
Suponen la combinación de un CoBot sobre la plataforma trasera de un robot móvil AMR.
Es la combinación ideal para logística, paletizado y procesos industriales para todo sector (Industrial, Retail, Horeca, Farma…).
Además, los cobots pueden moverse de un lugar a otro para realizar diferentes tareas ofreciendo una flexibilidad mucho mayor que un robot fijo. Entre las diversas tareas que pueden realizar están:
- Recogida, colocación, manipulación y paletización de piezas.
- Montaje de máquinas.
- Recogida de pedidos.
- Empaquetado.
Esto contribuye a un sinfín de ventajas para los trabajadores al evitarles trabajos monótonos, peligrosos, exigentes físicamente y antiergonómicos. Los Cobots proporcionan, por tanto, una gran ayuda en trabajos de precisión. De hecho, han alcanzado un nivel de precisión que alcanza los 0,03 mm. Realmente asombroso, y además pueden interactuar con otros Robots, sensores IoT, personas, cintas transportadoras, otras máquinas y sus PLCs, incluso de otros fabricantes.
Los Cobots son muy intuitivos y flexibles.
Cuentan, muchos de ellos, con programación basada en diagramas de flujo, interfaz HMI muy intuitiva y funciones de aprendizaje automático muy sencillas de forma que prácticamente cualquier persona, sin conocimiento previo de programación, puedo comenzar a manejarlos tras pocos minutos.
Los cobots se pueden equipar con cámaras y sistemas de visión e iluminación para asegurar la máxima precisión en sus funciones de localización y manejo de objetos.
Con los Cobots se pueden realizar igualmente labores de reconocimiento de cualquier patrón o código en tiempo real para labores de metrología o clasificación de activos. Además, con su función de autolocalización, pueden conectarse con otras máquinas para poder interactuar con otras aplicaciones robóticas.
Los cobots admiten sin problema todo tipo de herramienta en su cabezal como garras, sensores de cualquier tipo, ejes adicionales o cualquier dispositivo de comunicación mediante un sistema «plug and play».
Tipos de Cobots
De acuerdo con ISO 10218 (parte 1 y 2), los cuatro tipos de robots colaborativos se definen como:
- Para parada con control de seguridad.
- Para velocidad y separación.
- Para limitación de potencia.
- Para fuerza y guía manual.
Para parada supervisada por seguridad:
Los robots colaborativos definidos como parada supervisada por seguridad están destinados a aplicaciones que tienen una interacción mínima entre el robot y los trabajadores humanos.
Por lo general, este tipo de robots colaborativos en realidad aprovechan un robot industrial, con una serie de sensores, que detienen la operación del robot cuando un humano ingresa al entorno de trabajo.
Para velocidad y separación:
Los robots colaborativos de velocidad y separación utilizan sistemas de visión más avanzados para ralentizar las operaciones cuando un trabajador humano se acerca y detener la operación por completo cuando un trabajador está demasiado cerca del robot.
Para limitación de fuerza y potencia:
Están construidos con esquinas redondeadas y una serie de sensores de colisión inteligentes para detectar rápidamente el contacto con un trabajador humano y detener la operación. Estos robots colaborativos, también cuentan con limitaciones de fuerza para garantizar que es poco probable que cualquier colisión provoque lesiones.
Para guiado manual:
Están equipados con un dispositivo de guiado manual mediante el cual un operador controla directamente el movimiento del robot durante el modo automático. Mientras está en modo automático, el robot que realiza la colaboración de guía manual responde solo a la entrada de control directa del operador; es decir, el control suele ser como un joystick.
Esto permite que el robot, por ejemplo, soporte el peso de una pieza de trabajo mientras el operario la manipula en su posición, reduciendo así el riesgo de la persona de sufrir lesiones por esfuerzos repetitivos. Se pueden usar capacidades similares para «enseñar» o programar un robot, pero hablando con propiedad, el guiado manual como una operación colaborativa ocurre mientras el robot está en modo automático, durante la producción normal. La programación nunca se realiza en modo automático.
Los cuatro tipos principales de robots colaborativos definidos anteriormente incluyen todos los tipos de robots destinados a algún grado de interacción humana durante la operación. No todos están diseñados para una colaboración constante, pero cada uno cuenta con una serie de capacidades de seguridad para evitar lesiones graves.
Cada tipo de robot colaborativo implementa métodos y tecnologías únicos para mantener un espacio operativo seguro; trabajan de manera eficiente, segura y hábil con otros empleados en todo tipo de tareas.
La automatización colaborativa significa mayor velocidad y eficiencia. Los cobots no están destinados a reemplazar a los humanos, sino a convertirse en sus “guardaespaldas”.
Los cobots disponen de visión artificial para detectar e interactuar con los trabajadores y accesorios que les permiten realizar numerosas tareas. Las principales pueden ser el pulido, las pruebas de laboratorio, la supervisión de la máquina, el moldeo por inyección, el envasado, el control de calidad, el montaje, el atornillado, la adhesión, la soldadura, etc.
Para que un cobot sea eficaz es necesario que aprenda con la persona y sea capaz de cambiar su comportamiento. Ahí es donde entran la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático, dos apasionantes disciplinas que encajan a la perfección en el cobot.
La gran diferencia de los COBOTS
Los cobots, como hemos visto, se utilizan para realizar tareas de alta precisión que resultan fatigosas para los operarios humanos. Este es solo uno de los muchos beneficios de usar robots colaborativos en lugar de los tradicionales estáticos
Entre sus fortalezas, destacaremos:
Portabilidad:
Los robots tradicionales se instalan en posiciones fijas, mientras que los cobots se pueden mover fácilmente a la posición más adecuada para satisfacer las necesidades de la empresa.
Versatilidad:
Los robots tradicionales están diseñados para realizar una sola tarea, mientras que los cobots pueden realizar diferentes funciones.
Colaboración:
Los robots tradicionales reemplazan a los trabajadores en el lugar de trabajo, mientras que los cobots cooperan con los trabajadores en su trabajo diario.
Rentabilidad:
El coste de los robots tradicionales es muy elevado y se necesitan años para amortizar la inversión. Por el contrario, los cobots son más baratos de comprar y el retorno de inversión es más rápido
Seguridad:
Los robots tradicionales están encerrados en jaulas por razones de seguridad, mientras que los cobots trabajan junto a los operarios sin peligro.
El mercado demanda cada vez más productos adaptados a las necesidades de los clientes. Aquí es donde los cobots se convierten en grandes aliados, ya que una de sus principales virtudes es que pueden fabricar series cortas de numerosas piezas. Máxima flexibilidad al servicio de la industria.
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Santiago Ferrer Jover
Head of Industry
Asseco Spain Group
