En el ambiente industrial actual, donde términos como eficiencia, seguridad, calidad e innovación ya no son un “lujo” y se han convertido en una necesidad, la robótica colaborativa viene a contribuir en esta transformación de las líneas de producción y a redefinir la interacción que existe entre maquinas y humanos, es decir, la manera en la que trabajamos en conjunto para lograr nuestros objetivos.
A diferencia de la robótica tradicional que conocemos e identificamos de manera inmediata cuando mencionamos términos relacionados a robótica (Robots de gran tamaño, moviendo cargas pesadas, ensamblando un automóvil, dentro de guardas de seguridad), los robots colaborativos o “cobots” están enfocados en trabajar e interactuar de forma segura con los humanos, aumentando la productividad y disminuyendo riesgos derivados de tareas repetitivas y/o inseguras que realizan las personas.
Esta tecnología, la cual es parte de la industria 4.0, aplica en muchas áreas y segmentos, donde podemos destacar el sector de manufactura, logística, medico, farmacéutico, bienes de consumo, entre otros, donde los procesos necesitan ser flexibles en muchos de los casos y precisos, esto con el fin de ser competitivos.
¿Qué es la Robótica Colaborativa y por qué es importante?
La robótica Colaborativa es una tecnología que su principio se basa en la interacción de forma segura entre los robots y los humanos en el mismo espacio de trabajo, sin algún tipo de restricción mecánica o de algún otro tipo. Esta tecnología se considera una herramienta clave dentro de las soluciones de la industria 4.0, la cual, en muchos de los casos, se implementa en tareas repetitivas, peligrosas, incomodas para el ser humano, y también donde la persona realmente no agrega valor al proceso, permitiendo así, liberar a las personas y estas puedan estar en las actividades cruciales y complejas, dignificando el recurso humano.
Es por lo anterior que la robótica colaborativa es tecnología que ha sido disruptiva en los últimos años, en la cual, el sector industrial ha encontrado una solución ideal para resolver desafíos críticos como lo son escasez de mano de obra, aumento de la demanda de la personalización que se traduce en una mayor flexibilidad en las líneas de producción. Además, su facilidad de programación e integración, hacen que sea accesibles también para pequeñas y medianas empresas, democratizando el acceso a la automatización industrial. Los Cobots no solo son sinónimo de un avance tecnológico, sino un cambio en el significado en como las empresas abordan la productividad, seguridad e innovación en sus áreas de trabajo.
Características de la Robótica Colaborativa
Cuando hablamos de las características de la robótica colaborativa, se nos pueden venir a la cabeza un sin fin de ellas, que pueden ir desde temas técnicos, hasta temas culturales o de hábitos propios de un ambiente industrial. Pero hablemos de las principales características que destacan y que los diferencian de los robots industriales tradicionales, acentuando el por qué los Cobots se convierten en una solución versátil y perfecta para la industria:
Seguridad: Los Cobots están diseñados para operar junto a humanos, cuentan con diferentes metodologías y tecnología para garantizar la seguridad de su uso. Debemos saber que los fabricantes de robots colaborativos deben cumplir con las normas internacionales estipuladas para este tipo de tecnología (EN ISO 12100 Seguridad de maquinaria, En ISO 10218-2 Robot y robot dispositivos, ISO/TS 15066 Interacción Humano-Robot Colaborativo) en las cuales habla de como los robots colaborativos tienen que garantizar el no representar riegos de daños mecánicos, eléctricos, térmicos, etc. para las personas en su entorno de operación.
Fácil programación: Esta pudiera ser una de las características más importantes de los robots colaborativos. A diferencia de los robots industriales tradicionales que requieren conocimientos avanzados de programación, los robots colaborativos utilizan interfaces intuitivas lo que simplifica su configuración e implementación, así como reprogramaciones y mantenimiento. Esto permite que la adaptación al sector industrial (y educativo) sea mucho más fácil.
Diseño compacto: Los Cobots están pensados para poder adaptarse a las líneas de producción, donde en muchos de los casos, el espacio es un factor importante para que una aplicación sea viable y exitosa, es por esto que, la huella de los robots colaborativa es ideal (comparada con un robot industrial tradicional) para aplicaciones dentro de una línea de producción actual o en la proyección de una estación nueva, ayudando así, a hacer más eficiente el espacio en el piso de producción.
Colaboración (Persona-Máquina): Es importante mencionar nuevamente, esta tecnología no busca reemplazar a los trabajadores, sino complementarlos, dejemos en manos (o brazos) de los Cobots, las tareas repetitivas, peligrosas, o exigentes físicamente hablando, permitiendo que las personas se enfoquen en labores más estratégicas y/o creativas.
Rentabilidad: Si hacemos una comparativa entre Robots Colaborativos Vs Robos Tradicionales, los Cobots son más asequibles, teniendo un retorno de inversión adecuado para que todo tipo de industria tenga la posibilidad de invertir en esta tecnología.
Aplicaciones comunes de Robótica Colaborativa
La flexibilidad y versatilidad de los Cobots ha permitido que una gama muy amplia de industrias los adopte para realizar diferentes tareas dentro de sus procesos, donde los factores a utilizarlos como lo hemos venido mencionando son, tareas repetitivas, riesgosas, requieren una alta precisión, demandan un esfuerzo físico alto, entre otros. Pero mencionaremos algunas de las aplicaciones mas destacadas y que son de un gran impacto positivo dentro del proceso:
1. Paletizado y empaque:
El paletizado existe en casi todos los procesos de producción de la industria, el cual se encuentra normalmente al final de la línea de producción, por lo que es fundamental contar con una herramienta que nos permita realizar el paletizado de una manera confiable, eficiente y segura. Además de esto, el paletizado y empaque, es una tarea repetitiva, donde en muchos de los casos, representa un reto asegurar la ergonomía y salud física de los trabajadores. Gracias a su capacidad para manejar cargas de manera eficiente, los Cobots se utilizan para estibar productos en pallets y realizar tareas de empaque, agilizando procesos logísticos y reduciendo la fatiga laboral.
2. Soldadura:
El proceso de soldadura es difícil de dominar, por lo que se requiere de personal altamente calificado y con experiencia para que cuente con la destreza suficiente para realizar esta tarea compleja, esto ha dado pie a que, desafortunadamente, exista una falta de mano de obra que cumpla con la demanda actual de la industria. Los Cobots son una excelente solución para procesos de soldadura, donde se requiere consistencia y exposición a entornos que pueden ser perjudiciales para los trabajadores. La aplicación de Cobots en esta área ha tenido un excelente resultado, ya que estandariza el resultado entre pieza y pieza, garantizando así la calidad de los productos. Con una herramienta de soldadura robotizada, puedes tener más precisión, velocidad, y consistencia en cada soldadura. Los Cobots hacen MIG, TIG, corte (plasma y oxi-combustible), así como la soldadura a laser, punto y orbital.
3. Alimentación de Maquinas:
También conocida como “Machine tending” por su definición en inglés, es una operación en la cual el objetivo es alimentar material a máquinas, donde típicamente resaltan, equipos CNC, molduras por inyección, estampado y maquinado en general donde la alimentación es una tarea repetitiva y pesada. Es por esto que las empresas cada vez más buscan soluciones automatizadas que permitan a los trabajadores dejar esta tarea y enfocarse en operaciones de mayor valor. Los Robots Colaborativos son la herramienta ideal para automatizar la alimentación de las máquinas y trabajar en conjunto con las personas.
4. Ensamble y montaje:
Los Cobots destacan en tareas de ensamble donde se requiere precisión y repetitividad. Son ideales para montar piezas pequeñas en líneas de producción electrónica, automotriz, electrodomésticos, por mencionar algunos sectores. Esta pudiera ser una de las aplicaciones mas comunes de los Robots Colaborativos ya que en el análisis del proceso de producción, un buen diseño de un fin de brazo (o EOAT por sus siglas en ingles) podemos garantizar un ensamble y montaje preciso de gran variedad de componentes así como un rango bastante amplio de dimensiones.
5. Inspección y control de calidad:
¿Has visto una estación de inspección dentro de algún proceso de producción que tenga una configuración de sistemas de visión y/o lectores de código? En algunos casos es necesario hacerlo (pero en muchos de los casos resulta costoso implementar 3 sistemas de visión o más), pero con la llegada de los Cobots a la industria, los procesos de inspección se han vuelto mucho más flexibles y adecuados, esto se logra montando un sistema de visión (2D o 3D) sobre el robot para que pueda inspeccionar “n” cantidad de puntos en la pieza para poder garantizar su calidad y todas las características necesarias. Esta solución también permite hacer más flexible la línea de producción, ya que, si en un futuro desean producir un producto diferente, seria cuestión de realizar una “receta” o programa para que el robot colaborativo en conjunto con el sistema de visión, realicen las inspecciones necesarias.
Ventajas de la Robótica Colaborativa en las industrias modernas
Todo lo que hemos mencionado respecto a los Robots Colaborativos, usos, características, funciones, principios, nos permite poder hacer énfasis en las ventajas que resultan de utilizarlos en la industria de hoy en día.
Utilizar Robótica colaborativa, aumenta la productividad. Desde un punto de vista objetivo, creo que es una de las ventajas principales. El incluir robots en la manufactura nos brinda una mejora significativa comprobable en la productividad de nuestros procesos. Gracias a la capacidad de realizar tareas con mayor precisión y continuidad, los Cobots reducen el tiempo de producción y a la par, aumentan la calidad de los productos. Pueden trabajar periodos más largos que un ser humano en las mismas tareas.
La implementación de robótica, agiliza cambios de producción. Debido a que permite alternar tareas, adaptarse a variaciones de productos, ajustar procesos por variables en el proceso, el uso de Cobots en las líneas de producción es una característica altamente valorada cuando hablamos de flexibilidad, adaptabilidad de los procesos y distribución del trabajo según la demanda. Todo esto a través de interfaces que nos ayudan a implementar reprogramaciones de forma sencilla.
El “error humano” como lo conocemos (el cual es completamente entendible por nuestra propia naturaleza), se puede minimizar cuando hablamos de tareas específicas que demanden precisión milimétrica, dando como resultado una calidad mayor y constante en los procesos de producción actual.
Contrario a lo que normalmente escuchamos como “los robots han venido a reemplazar al humano”, la realidad es que los robots colaborativos son una HERRAMIENTA que ayuda a las personas a poder desempeñar labores de mayor relevancia y retadoras, dejando a los Cobots, tareas repetitivas y que pudieran causar lesiones o accidentes. Inclusive da pie a poder capacitar al personal para que terminen siendo supervisores de los robots.
A diferencia de un robot industrial, los Cobots son más accesibles cuando hablamos de costo, no solo en la inversión inicial, sino también en su mantenimiento, ya que están pensados para ser prácticamente libres de mantenimientos preventivos/predictivos, y su consumo de energía es muy reducido a comparación de un robot. Preparación para el futuro. Derivado de las ventajas antes mencionadas, el tener líneas de producción mas flexibles, inteligentes, adaptables, competitivas, nos permite estar preparados para los cambios constantes (y cada vez con mayor frecuencia) del sector industrial global tiene para poder satisfacer las necesidades del mercado (incluyendo una variable que poco a poco va tomando mayor relevancia como la sustentabilidad).
Evolución de la Robótica Colaborativa
Cuando nos ponemos a mirar la historia de la robótica colaborativa y como se ha venido desarrollando de sus inicios, podemos observar una narrativa impresionante y muy interesante. En este punto me permitiré compartirles una redacción hecha por ChatGPT al momento de hacerle la pregunta “¿puedes decirme cual ha sido la evolución de la robótica colaborativa” para que podamos observar la narrativa desde la red neuronal y de datos recopilada por la IA de millones de artículos y documentos sobre este tema.
Orígenes y primeros desarrollos
Los primeros sistemas robóticos de la década de 1960 se diseñaron principalmente para evitar que los humanos desempeñen tareas peligrosas o repetitivas. Sin embargo, estos robots requerían zonas de trabajo aisladas para garantizar la seguridad. La idea de que los humanos y las máquinas pudieran trabajar juntos de manera segura comenzó a tomar forma a finales de los años 90, cuando surgieron tecnologías avanzadas de sensores y control.
Introducción de los cobots
En 2008, Universal Robots lanzó el primer cobot comercial, marcando un punto de inflexión en la robótica industrial. Estos robots no solo eran más compactos y fáciles de programar, sino que también estaban diseñados para interactuar de manera segura con los humanos sin necesidad de barreras físicas.
Desarrollo de tecnologías avanzadas
La evolución de la robótica colaborativa ha estado impulsada por avances en sensores, algoritmos de inteligencia artificial y sistemas de visión. Estas tecnologías han permitido que los cobots detecten y respondan a su entorno en tiempo real, lo que los hace más inteligentes y versátiles.
Expansión en sectores diversos
Aunque inicialmente se adoptaron en la manufactura, los cobots se han expandido rápidamente a otros sectores como la salud, la logística, la agricultura y el comercio minorista, demostrando su capacidad para adaptarse a diferentes necesidades.
Integración con la Industria 4.0
En la última década, la robótica colaborativa se ha convertido en una parte clave del ecosistema de la Industria 4.0. Los cobots ahora se conectan a redes IoT, recopilan datos en tiempo real y se integran con otros sistemas digitales, proporcionando nuevas oportunidades para la automatización inteligente.
El futuro de los cobots
La robótica colaborativa sigue evolucionando hacia un enfoque más personalizado e inclusivo. Los desarrollos futuros incluirán cobots más ligeros, rápidos y económicos, con capacidades avanzadas de aprendizaje automático para adaptarse mejor a las necesidades específicas de cada empresa.” …ChatGPT
Este pequeño resumen recopilado por la IA nos da un panorama bastante claro del nacimiento y desarrollo de la robótica colaborativa.
También, en la última década el desarrollo de la robótica colaborativa, se ha desarrollado una tecnología enfocada a transportar diferente tipo de materiales, productos, o hacer operaciones en diferentes puntos de la planta productiva, la cual la conocemos como robótica móvil colaborativa, donde empezaron con los conocidos AGV´s (Automatic Guided Vehicles) y posteriormente con los avances de los sistemas de seguridad, sensores, software, Inteligencia Artificial, surgen los AMR´s (Autonomous Mobile Robots) los cuales a diferencia de los AGVs, son capaces de navegar de forma autónoma, tomar decisiones de rutas alternas, convivir de forma segura con las personas (esto también bajo normativas internacionales) y desempeñarse de forma mas eficiente en tareas complejas o áreas concurridas, los cuales han tomado gran relevancia tanto a nivel industrial como en nuestro entorno social(vehículos autónomos que brindan servicio de taxi, etc)
Conclusión sobre la robótica colaborativa
La Robótica Colaborativa se ha vuelto una herramienta medular en el sector industrial moderno, es imperativo entender que el propósito de esta tecnología es impulsar a las empresas a ser mas competitivas, satisfacer las necesidades actuales, el orientar el recurso humano a labores mas gratificantes orientadas a desarrollar mas habilidades que nos permitan seguir innovando siempre de forma sustentable. Entendamos que un robot industrial tradicional y un robot colaborativo son diferentes y están hechos para propósitos distintos. Aprender (para adoptar) que los cobots son seguros por norma para trabajar con los humanos, dando como resultado una interacción eficiente que impulsa la competitividad de las empresas.
Siempre que busquemos la innovación y adaptación tecnología como en este caso de los robots colaborativos, una forma segura de hacerlo, es siempre buscar empresas expertas que se dediquen a la implementación y soporte de los mismos, la cual te podrá brindar la asesoría necesaria para orientarte basado en las necesidades especificas de tu proceso, donde la asesoría te pueda mostrar que la inversión en estas herramientas, generaran los beneficios mencionados de este artículo.
