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El Robot es una máquina automática programable capaz de realizar determinadas operaciones de manera autónoma y sustituir a los seres humanos en algunas tareas, en especial las pesadas, repetitivas o peligrosas; puede estar dotada de sensores, que le permiten adaptarse a nuevas situaciones. La ciencia que se ocupa del diseño, construcción, operación y aplicación de los robots se denomina robótica y es una rama de la ingeniería que une ingeniería mecánica, electrónica, e ingenierías de control e informática.
La robótica ha experimentado grandes cambios desde sus inicios en el siglo XVIII cuando Joseph Jacquard inventa en 1801 una máquina textil programable mediante tarjetas perforadas. Originariamente, se utilizaron como máquinas completamente separadas del hombre. Después, empezaron a compartir espacio de trabajo, aunque con las fronteras de cada uno bien delimitadas. El siguiente paso fue el de eliminar las barreras físicas, pero no las virtuales. (Al principio, las personas no deseaban entrar en contacto con los robots). Actualmente estamos introduciéndonos en una nueva era, donde máquinas y humanos colaborarán en sus actividades diarias. El contacto con el autómata ya no es un problema. De hecho, al incrementar la eficiencia de su trabajo, este tipo de ayuda se convierte en «deseable» por los propios operarios. Con este cambio de modelo surge el concepto de Robótica Colaborativa.
Los robots colaborativos o “cobots” son una nueva generación de autómatas que se definen por su completa interacción con los seres humanos dentro de las cadenas productivas. Se caracterizan por ser fáciles de programar, integrarse con los humanos en entornos de fabricación y por poder trabajar de una manera estrecha con personal humano sin restricciones de seguridad requeridas en aplicaciones convencionales de robótica industrial. Están pensados para ser instalados sin tener que utilizar vallado de seguridad lo que permite trabajar en líneas de montaje junto a operarios sin correr riesgos de seguridad y minimizando la inversión en costosos sistemas como vallados o sistemas de detección de seguridad.
La flexibilidad de la robótica colaborativa está permitiendo que la automatización de diversas tareas que se desarrollan en la industria sea más accesible a las pequeñas y medianas empresas. Algo que en el pasado estaba reservado a grandes corporaciones. Las pymes demandan esa flexibilidad, ligereza y costes más bajos, así como un uso sencillo de la robótica y de su programación. Los proveedores han detectado estas necesidades y han empezado a desarrollar soluciones de automatización eficaces capaces de responder a tiradas productivas más cortas y alineadas asimismo con la filosofía del “lean manufacturing” (producción ajustada) de las grandes compañías, siempre tratando de entregar el máximo valor a los clientes utilizando para ello los mínimos recursos necesarios.
Los Robots Colaborativos pueden realizar diversas tareas de manipulación de productos, Pick& Place, Pakaging, ensablaje, alimentación de máquinas herramientas …
Facilidad de aprendizaje
Los Robots Colaborativos son equipos que permiten ser programados de una manera sencilla, por personal no necesariamente cualificado y sin conocimiento de programación. En muchos casos no se habla de programación del robot, se habla de enseñar o entrenar al robot ya que los movimientos se programan moviendo manualmente el robot por sus muñecas a las posiciones deseadas. Estas posiciones quedan registradas para que, a continuación, el robot las repita de forma automática.
Esto hace posible que los propios empleados de la fábrica sean capaces de recibir, instalar, “programar” y poner en marcha una instalación robótica. Esta facilidad de instalación y programación permite que el robot pueda ser utilizado en diferentes tareas dentro del proceso productivo de una manera flexible.
Seguridad al trabajar interactuando con humanos
Como ya hemos comentado la gran ventaja de los Robots Colaborativos es su capacidad de poder trabajar junto a operarios humanos sin tener que utilizar sistemas físicos de seguridad como son los vallados. La actual normativa referentes a sistemas de robótica industrial se basa en las normas ISO 10218-1, ISO 10218-2. La irrupción de estos nuevos Robots ha propiciado nuevas legislalaciones como la ISO/TS 15066 – Safety of Collaborative Robots donde se definen los Requisitos de seguridad para robots y aplicaciones colaborativas.
Algunos de los Robots Colaborativos incorporan sistemas avanzados de control de fuerza en los ejes haciendo posible que el robot se detenga, a una fuerza determinada y programada cuando encuentra un obstáculo, permitiendo trabajar con el robot sin el vallado de seguridad siempre que la aplicación lo permita.
Los robots disponen de sensores de fuerza y consumo pudiendo detectar colisiones con su entorno y desconectar sus sistemas evitando dañar a los operarios.
Sistemas abiertos
Frente a la robótica tradicional, la robótica colaborativa emplea sistemas abiertos y estándares tanto en la fabricación de los robots como en su software asociado lo que es totalmente compatible con la filosofía de replicación de la Industria 4.0. Esta característica abarata los costes al no tener que desarrollar soluciones específicas para cada caso.
El futuro
Aunque los Robots Colaborativos tienen, por el momento, ciertas limitaciones como son sus limitaciones de cargas a manipular y velocidad de movimientos, tienen muchas otras ventajas que los convierten en opciones muy interesantes que en los próximos años irán implantándose en muchas industrias que hasta hace poco no podían imaginar que podrían implementar una solución robótica en sus procesos.
Las ventajas del uso de robots colaborativos en ciertos procesos son:
- Mayor flexibilidad -en algunas aplicaciones- frente a los grandes robots industriales.
- Pueden trabajar durante todo el día, en tres turnos.
- Liberan a los empleados de tareas monótonas y exigentes que pueden provocar lesiones.
- No pueden hacerlo todo y, por tanto, no se puede prescindir del operario.
- Generan ahorros de costes porque trabajan de manera más eficiente.
- Aumento de productividad.