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An brazo robótico industrial tiene muchas partes. Cada uno cumple una función específica que complementa a las otras partes. Los móviles tienen neumáticos que se desplazan de un lugar a otro. Otros tienen planeadores que les permiten moverse a lo largo de aviones que los sobrevuelan. Pero la parte más importante de un robot industrial es el brazo robótico.
Todo el trabajo importante y delicado lo realiza el brazo robótico: desde soldar, levantar y colocar, clasificar y mucho más. Una vez que el brazo robótico se daña, eso es todo para el robot; Es muy poco lo que se puede hacer hasta que se realicen las reparaciones.
Vamos a ver cómo brazos robóticos se utilizan en la fabricación, su historia, los tipos que existen, por qué se prefieren, los peligros asociados con su uso y los fabricantes de brazos robóticos que los están produciendo activamente en masa en todo el mundo.
Historia de los brazos robóticos en la fabricación
Oficialmente, el primer brazo robótico funcional se atribuye a George Devol, quien, en colaboración con Joseph Engelberger, diseñó el primer brazo programable en 1954. Los dos fundaron más tarde Unimation, la primera empresa de robots industriales en el mundo dos años después en Estados Unidos.
Ese fue el comienzo de un rápido desarrollo cuando la gente empezó a interesarse por la robótica. General Motors fue la primera en dar un paso al frente cuando, en 1962, utilizó por primera vez el brazo robótico Unimate en su línea de montaje de automóviles. En 1969, ya estaba operativo un brazo robótico totalmente controlado por computadora.
Más empresas y naciones se unieron a la lucha y, en 1973, el mundo ya contaba con varias versiones de programas comerciales. brazo de 6 ejes robots en Japón y Alemania.
La fabricación en el mundo moderno está a cargo casi en su totalidad de robots industriales, y se espera que ese número aumente aún más en el futuro.
Parámetros que definen los brazos robóticos en la fabricación
Los brazos robóticos utilizados en la fabricación se definen mediante unos ocho parámetros que incluyen los siguientes.
Número de ejes: Los ejes son las partes responsables del movimiento flexible del brazo robótico. La mayoría de los brazos robóticos tienen 2 o más ejes. Cuantos más ejes, más funcionalidades.
Envolvente de trabajo: es la región del espacio que ocupa el robot y que puede abarcar en su máxima extensión.
Espacio de trabajo: El espacio de trabajo es el espacio en el que un brazo robótico interactúa completamente sin chocar con ningún otro objeto.
Carga útil: La carga útil se refiere al peso máximo de la carga que puede transportar un gran brazo robótico puede levantar sin romperse.
Repetibilidad: es la capacidad de un brazo robótico de realizar las mismas tareas una y otra vez sin comprometer la velocidad ni la precisión.
Control de movimiento: son movimientos que se configuran para funcionar dentro de un área definida en el espacio de trabajo. El control de movimiento se puede ajustar según la tarea.
Cumplimiento: es la medida de la distancia total o el ángulo que cubrirá una articulación de robot cuando actúe sobre ella una fuerza.
Impulsión: Se refiere a la potencia que proporciona el motor para generar movimientos en un brazo robótico. Generalmente se configura de manera sofisticada, utilizando engranajes para crear un sistema armonioso donde un movimiento desencadena el siguiente.
Tipos de brazos robóticos
En términos generales, existen aproximadamente cuatro tipos de brazos robóticos que se utilizan ampliamente en industrias que utilizan robots en la fabricación. Entre ellos se incluyen los siguientes:
Brazo robótico de pórtico
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Los ejes de este brazo robótico coinciden con un coordinador cartesiano y se utilizan como robot de recogida y colocación, robot de aplicación de sellador, manipulación de máquinas y robot de soldadura MIG. El brazo robótico tipo pórtico suele venir con tres articulaciones prismáticas.
Brazo robótico cilíndrico
En este tipo de brazo robótico, los ejes forman un sistema de coordenadas cilíndrico. El brazo robótico cilíndrico se utiliza principalmente para ensamblaje robótico tareas como el manejo de máquinas herramientas, la soldadura y el funcionamiento de máquinas de fundición a presión.
Brazo robótico articulado
Un brazo robótico articulado tiene un mínimo de 3 articulaciones giratorias. Se utiliza principalmente en plantas de montaje en máquinas de desbaste. También se utiliza como robot de soldadura por arco, para pintura en aerosol y fundición a presión.
Brazos robóticos esféricos
No confundir con los brazos robóticos cilíndricos, los brazos robóticos esféricos son del tipo que tiene ejes que forman el sistema de coordenadas polares. Se utiliza como robots de soldadura por puntos, robots de manipulación de materiales, robots de manipulación de máquinas, fundición a presión, máquinas de desbaste y soldadura por gas.
Principales usos de los brazos robóticos en la fabricación
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Los brazos robóticos cumplen diversas funciones en la fabricación que incluyen las siguientes.
Visión robótica
La visión robótica se refiere a la conciencia que tiene un robot industrial cuando trabaja. Tiene que poder seleccionar lo que se necesita y evitar chocar con otros objetos cercanos. La visión robótica es una tecnología que hace todo esto posible mediante el uso de sensores muy sofisticados que son capaces de juzgar distancias y velocidades de objetos en movimiento para recalibrar adecuadamente los movimientos del brazo robótico.
En ausencia de visión robótica, un brazo robótico no es más que una pieza rígida de una máquina que se mueve en una trayectoria predeterminada.
Procesos de soldadura automatizados
La soldadura por puntos y por arco son los procesos más importantes en la fabricación de automóviles y aeroespacial. Así es como se mantienen en su lugar los automóviles y otras máquinas en movimiento. Sistemas de soldadura robótica Por sí solo representa más del 50% de todas las funciones para las que están diseñados los brazos robóticos en el sector manufacturero. El trabajo implica mucho calor, lo que puede no ser seguro para los trabajadores humanos, de ahí que se prefieran los brazos robóticos para esta función.
Asamblea
Las industrias de ensamblaje como la aeroespacial, la automotriz y la electrónica implican mucho ensamblaje. La mayoría de las veces, las piezas en cuestión suelen ser demasiado pesadas y, cuando se depende del trabajo humano, es probable que se produzcan errores.
Robots de línea de montaje Están diseñados para soportar el peso mientras se unen elementos con márgenes de error muy reducidos. Los sistemas de ensamblaje robóticos exigen velocidad y precisión, especialmente cuando los elementos involucrados tienen que ver con el bienestar de las personas, como automóviles y equipos médicos.
Robot de pintura automática
Las manos humanas no pueden producir las texturas suaves y uniformes que un brazo robótico puede lograr cuando se trata de pintura. Una capa de pintura en un automóvil, por ejemplo, hace más que agregar atractivo estético; también protege el coche del sol y otros elementos que puedan provocar la oxidación de las piezas mecánicas. Por lo tanto, el trabajo de pintura tiene que terminar, y ahí es donde robot de pintura entra en juego.
Cuidado de máquinas y transferencia de piezas
Cuando se tiene en cuenta el tiempo, se necesita gente para descargar las materias primas para su procesamiento antes de cargarlas en la línea de montaje; cuando el producto final emerge por el otro extremo, se ha perdido mucho tiempo. A robot de cuidado de máquinas manejará todo el proceso mucho más rápido y con mayor precisión. Para que el proceso de producción sea fluido, todo tiene que estar en el lugar correcto y en el momento correcto.
Manejo de Materiales
Automatización de recogida y colocación es parte de la fabricación. Los materiales involucrados pueden ser pesados y representar un peligro físico para las personas. La naturaleza repetitiva del trabajo y la velocidad requerida para completar la tarea hacen que los robots industriales sean perfectos para este trabajo. No es raro encontrar brazos robóticos moviendo fácilmente cargas que pesan más de una tonelada por la fábrica. Esto es algo que requeriría mucha gente para lograrlo.
Por qué se prefieren los brazos robóticos en la fabricación
El uso de brazos robóticos a lo largo de los años ha ido aumentando y esto no es una casualidad. Por mucho que esto esté dejando a muchas personas sin trabajo, los beneficios que los fabricantes están obteniendo al automatizar sus plantas superan cualquier repercusión que pueda surgir en términos de demandas y demás.
Las siguientes son las razones principales por las que se prefieren los brazos robóticos en la fabricación.
Seguridad
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Hay menos accidentes involucrados en el área de fabricación gracias a la reducción de trabajadores humanos y a la presencia de robots industriales con visión robótica. Desde el día en que la revolución industrial se convirtió en la fuerza impulsora del mundo moderno, se han producido casos de empresas demandadas y obligadas a pagar enormes cantidades de dinero a un empleado lesionado.
Se espera que la seguridad en las plantas de montaje mejore aún más a medida que en el futuro entren en juego brazos robóticos más avanzados.
Velocidad
Satisfacer la demanda de productos es difícil. Las tasas de consumo en todo el mundo están superando la oferta, y esto ha obligado a muchos fabricantes a considerar nuevas formas de acelerar las cosas sin comprometer la calidad. A brazo robótico de alta velocidad es la mejor solución para este problema. Su capacidad para realizar la tarea para la que fueron diseñados mucho más rápido es lo que los convierte en una incorporación tan valiosa a la fuerza laboral.
Ésta es una de las muchas cualidades con las que el ser humano no puede competir.
Consistencia
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El control de calidad es una parte esencial de la fabricación. Las materias primas pueden variar de un día a otro, pero un buen productor debería poder igualar las fluctuaciones y producir cosas que obtengan consistentemente una puntuación alta en la escala de calidad. Los brazos robóticos no tienen problemas para hacer cosas repetitivas y esa es la razón principal por la que pueden funcionar de manera consistente sin ninguna variación notable en la calidad de los productos finales.
Exactitud
Cuando los robots participan en la fabricación, hay poco o ningún margen de error. Los brazos robóticos están preprogramados para completar la misma tarea una y otra vez utilizando los mismos procedimientos y siguiendo los mismos pasos. Este nivel de precisión y enfoque es la razón detrás de la producción de productos idénticos en peso, embalaje y calidad. Algo que los consumidores realmente agradecen.
Incrementa la Productividad
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Cuando combina seguridad, velocidad, consistencia y precisión, obtiene una mayor productividad. Los brazos robóticos, a diferencia de los trabajadores humanos que necesitan descansos y dormir, pueden trabajar sin alterar el ritmo durante días sin supervisión. Pueden realizar trabajos destinados a varias personas durante varios días en cuestión de horas. Esto ha dado a muchos fabricantes la capacidad de mantenerse al día con las demandas.
Roles delicados
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Cuando se trata de electrónica o industria médica y farmacéutica, los fabricantes no pueden permitirse el lujo de fabricar productos defectuosos para proteger su reputación, y las vidas de las personas destinadas a utilizar esos productos están en juego. Las piezas delicadas, como sensores en piezas eléctricas o instrumentos médicos miniaturizados, no pueden ser fabricadas por manos humanas. Sólo brazos robóticos altamente especializados pueden realizar el trabajo.
Flexibilidad
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El mayor beneficio que las fábricas obtienen de los robots es su flexibilidad. Por muy especializados que sean, no hay nada que impida a los fabricantes reprogramar y reutilizar un robot para otra función. Lo que esto significa es que no hay redundancia involucrada, un robot puede usarse para todas las funciones dentro de una fábrica antes de que llegue al final de su vida útil, y eso podría llevar años y años.
Son colaborativos
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En áreas que todavía necesitan mano de obra humana, se han encontrado formas de permitir que las personas trabajen junto a los robots. Los robots industriales que entran en esta categoría se llaman robots colaborativos, y se ha descubierto que mejoran significativamente el ritmo de trabajo entre los trabajadores. Los robots colaborativos son la solución al creciente temor de la población de que los robots estén aquí para quitarles el trabajo. Los seres humanos todavía tienen un papel que desempeñar en un mundo automatizado.
Los fabricantes no tienen otra opción
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De la misma manera que el mundo no tuvo otra opción que pasar de los caballos a los automóviles hace un siglo y medio, hoy los fabricantes no tienen otra opción que abrazar sistemas de automatización robótica. En realidad, es un suicidio económico no automatizar la fabricación porque no podrá seguir el ritmo de la competencia.
Los 5 principales fabricantes de brazos robóticos
La carrera por dominar el sector de la robótica industrial sólo se está calentando. Esto no sólo ha aumentado su producción, sino que las cosas que estos brazos robóticos pueden hacer se están ampliando cada día. Algunos de los fabricantes de brazos robóticos En el centro de este crecimiento se incluyen los siguientes.
EVS
EVS es un fabricante de robots industriales de China que se especializa en la creación de una amplia variedad de robots industriales que se utilizan en todo el mundo en diferentes sectores. Sus brazos robóticos industriales pueden manejar cargas útiles de 3 kg hasta 800 kg, e incluyen robots de 6 ejes como SCARA, delta, robots a prueba de explosiones y muchos otros tipos.
Sus típicos brazos robóticos se utilizan como brazo robotizado de paletizado, para soldar, punzonar, cortar, paletizar, recoger y colocar, atender máquinas y manipular.
Corporación FANUC
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FANUC está entre los gigantes de la robótica del mundo. La empresa crea soluciones de automatización desde 1956 en Japón y fue uno de los primeros fabricantes de robots en diseñar con éxito el mecanismo SERVO. Parte de su línea de montaje incluye Robot SCARA, delta, gentry y robots colaborativos. Los robots FANUC están altamente valorados en el sector manufacturero y son más conocidos por sus exteriores amarillos.
TEJIDO
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En el momento de escribir este artículo, ABB ha completado más de 400,000 instalaciones robóticas en todo el mundo en industrias manufactureras. La empresa tiene uno de los catálogos de robots más amplios, además de contar con un departamento especial que se encarga de la personalización. Como marca, ABB existe desde hace más de un siglo y, gracias a ello, ha podido reducir su producción para incluir algunos de los brazos robóticos de fábrica más avanzados que jamás haya visto.
Robots EPSON
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EPSON suele asociarse con la electrónica y es famosa en todo el mundo, especialmente por sus impresoras. Sin embargo, la marca también incursiona en robots industriales muy avanzados y lo ha estado haciendo durante bastante tiempo. La rama robótica de EPSON se creó como resultado de que Seiko necesitaba robots para sus fábricas de relojes y, en lugar de subcontratar eso, Seiko decidió invertir internamente y nació la robótica EPSON.
Los robots SCARA de bajo coste de EPSON están entre los mejores del sector. También fabrican robots articulados y cartesianos.
KUKA
Fuente: kuka.com
Con sede en Augsburgo, KUKA es uno de los mayores fabricantes de Europa, con un volumen de ventas de más de 3.2 millones de euros. La empresa emplea a más de 14,000 personas en sus numerosas sucursales repartidas en diferentes partes del planeta. Los robots KUKA son algunos de los más utilizados robótica en la fabricación de automóviles, la industria más grande de Alemania.
Peligros de robots industriales: cómo mantener seguras a las personas
Aunque los accidentes se han reducido drásticamente gracias al uso de robots avanzados en la fabricación, el peligro sigue ahí. Los robots no son humanos y todavía queda un largo camino por recorrer antes de que se los considere completamente autónomos.
Para mejorar aún más las buenas condiciones de trabajo, las siguientes son formas en que se pueden minimizar los peligros de los robots industriales.
Utilice robots de autoaprendizaje
Robots de autoaprendizaje son del tipo que continúan mejorándose a sí mismos en lugar de ceñirse al código preprogramado que los ejecuta. Son capaces de observar el entorno y adaptarse orgánicamente a nuevos trabajos y situaciones. Este monitoreo de su entorno los hace más seguros para estar cerca de otros robots y personas, ya que priorizaron la seguridad.
El desarrollo de este tipo de robots es caro actualmente, pero con el tiempo podrán ser las opciones de funcionamiento estándar en el sector manufacturero.
Inspecciones regulares
La inspección periódica de los brazos robóticos y otras piezas es esencial, ya que es la única manera de detectar a tiempo cualquier daño que pueda causar daños y accidentes. Los robots industriales aún no tienen capacidad de autodiagnóstico. Por lo tanto dependen de la gente para su mantenimiento; de lo contrario, seguirían funcionando hasta estropearse. Un brazo robótico defectuoso conlleva el riesgo no sólo de comprometer el trabajo, sino que también pone a cualquiera que trabaje cerca de él en peligro de sufrir lesiones físicas.
Actualización de software
La verificación de reparaciones y el reemplazo de piezas dañadas deben realizarse con actualizaciones de software. Cuando la gente habla de avances robóticos, se refiere más a actualizaciones de software. Cuando mejoras el programa que ejecuta el robot, mejoras todo lo demás. Un programa que funcione sin problemas conlleva menos riesgos de corrupción o descompostura, lo que puede hacer que un robot se vuelva rebelde y dañe a otras personas.
Educación sobre seguridad
Hacer que personas y robots trabajen juntos no es difícil, pero la educación sobre seguridad es importante. Los trabajadores humanos deben recibir la formación adecuada para garantizar que su propia seguridad no se vea comprometida en el curso de su trabajo. A diferencia de los robots, los humanos se cansan y esto puede afectar su concentración. Es por eso que muchas fábricas tienen pautas muy estrictas publicadas en las paredes como un recordatorio constante para que la gente esté alerta en todo momento.
Diseño de estaciones de trabajo para robots
La forma más eficaz de garantizar la seguridad es diseñar estaciones de trabajo especiales para los robots, separadas de donde se encuentran los trabajadores humanos. Esto no sólo cortará cualquier contacto entre los dos lados, sino que le dará al robot el espacio que necesita para realizar su trabajo sin tener que seguir evitando colisiones.
Evite el acceso no autorizado
Los robots industriales son máquinas sofisticadas que utilizan muchas piezas móviles y tecnología costosa. Por este motivo, sólo deben ser manipulados por técnicos cualificados. Permitir que cualquiera comience a experimentar con robots puede reconfigurar su forma de operar, y esto no es seguro para el ambiente de trabajo. Nunca se debe permitir que nadie que no participe directamente en la instalación y el mantenimiento de los robots se acerque a ellos.
Problemas emergentes en el uso de brazos robóticos en la fabricación
La automatización de la fabricación tiene sus propios desafíos que han ralentizado la integración total de los robots en el lugar de trabajo. Algunos de los desafíos incluyen los siguientes.
El Costo
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Se ha mencionado varias veces que la automatización ayuda a reducir el costo de fabricación, pero esa es una evaluación a largo plazo. El costo inicial de automatizar la fabricación puede llevar a una empresa a la quiebra incluso antes de que comiencen las operaciones. Los robots industriales no son baratos: el costo de un solo robot de soldadura a la venta es de aproximadamente $40,000, es decir, antes de agregar el costo de mantenimiento. Es demasiado alto para la mayoría de las empresas.
Brechas de habilidades
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La falta de expertos en robótica en el campo está afectando negativamente a la fabricación automatizada. A pesar de que el uso de robots en las fábricas es antiguo, la escasez de técnicos y programadores nunca se ha abordado lo suficiente y, a medida que más plantas recurren a los robots, eventualmente se encuentran con muy pocas personas lo suficientemente calificadas para manejar y mantener las máquinas. Esto puede llevar a que algunas fábricas dejen temporalmente de producir.
Se necesita tiempo para configurarlos
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Colocar los robots en posición para trabajar es una cosa; lograr que funcionen a niveles óptimos es otra montaña. A diferencia de otras máquinas, los robots industriales deben calibrarse y ajustarse a la tarea para la que han sido diseñados. Esto puede llevar meses de ajustes y cambios, sin mencionar el formación en robótica industrial necesario para que los trabajadores puedan interactuar con él. Esto podría terminar siendo una gran pérdida a largo plazo.
Sabotear
Son muy comunes los casos de trabajadores descontentos que desconectan los robots a mitad de camino. Dado que los robots se hacen cargo de la mayor parte del trabajo, la gente siente que está a punto de perder su única fuente de sustento. Esto había llevado a muchas empresas a perder mucho dinero en reparaciones provocadas por sabotaje deliberado.
Conclusión
Se espera que el uso de brazos robóticos en la fabricación siga creciendo en todo el mundo. El lado positivo es que, a medida que los fabricantes de robots se sumen a la industria, el costo de estos robots bajará lo suficiente como para que incluso las fábricas más pequeñas puedan comprarlos. En algún momento en el futuro, será más fácil encontrar un brazo robótico de bajo costo en línea o incluso en un mercado público.
Si siempre ha considerado la posibilidad de iniciar una empresa de brazos robóticos, le resultará útil hablar con expertos en robótica industrial. No dude en ponerse en contacto con nosotros. ponte en contacto con nosotros, y resolveremos todas las dudas que puedas tener sobre los robots industriales que tenemos.
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