Robots de ensamblaje industrial y automatización

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Muchos productos utilizados a diario están formados por componentes más pequeños que requieren ser ensamblados para ser funcionales. Hasta hace no muchos años, este proceso se hacía a mano pero en la actualidad, los avances tecnológicos hacen que los robots de ensamblaje sean una opción para los fabricantes que buscan optimizar las líneas de producción.

Una de las cuestiones más importantes para los fabricantes que se inician en la automatización es saber cuándo tiene sentido automatizar. Además, los fabricantes suelen beneficiarse de un gran rendimiento de la inversión en robótica.

A continuación veremos cuándo tiene sentido automatizar un proceso de ensamblaje, los beneficios y cuáles son los pasos a seguir para empezar.

¿Qué industrias utilizan robots de ensamblaje?

Los productos ensamblados están presentes en muchas industrias que utilizan robots de ensamblaje. Estos robots pueden encargarse tanto del montaje de pequeños componentes de PCB como de pesados bastidores de vehículos. Estos son algunos ejemplos de industrias que utilizan robots de montaje en la actualidad:

Automoción
Medicina
Electrónica
Empresa de metales
Empresa de plásticos
Empresa de alimentación y bebidas

Estos son sólo algunos ejemplos. Si quieres profundizar en otras aplicaciones de robots para otros sectores, descubre otros tipos de robots de ensamblaje automotriz: las primeras tecnologías robóticas que definen una industria.

Ventajas de la automatización con robots de ensamblaje

Las empresas suelen optar por automatizar el proceso de montaje por varias razones que se traducen el los siguientes beneficios:

Aumento del rendimiento
Seguridad y ergonomía
Aumento de la repetibilidad

¿Cuándo automatizar el proceso de montaje?

Para las empresas que se inician en el proceso de automatización, la cuestión de cuándo hacerlo puede ser un reto pues los proyectos de capital siempre conllevan riesgos. Las empresas necesitan la automatización del montaje en los siguientes casos:

Necesidad de aumentar el rendimiento
Los fabricantes que ensamblan productos suelen tener que alcanzar altas cuotas y los robots de ensamblaje son una forma de lograr un mayor volumen de producción. A menudo, los fabricantes tienen problemas de cuello de botella en la que una parte específica de un proceso ralentiza la productividad general. Por tanto, la automatización del proceso permite liberar un potencial adicional a los procesos lo que conduce a un aumento de los ingresos de su instalación.
Mejora de la seguridad
Una de las razones por las que las empresas automatizan es porque las tareas de montaje pueden provocar lesiones que ocurren especialmente cuando los componentes son muy grandes o pequeños. Los componentes pesados suponen un riesgo evidente para la seguridad porque los operarios pueden lesionarse al mover piezas grandes. Las piezas pequeñas también suponen un problema. Por ejemplo, el montaje de placas de circuito impreso es un buen ejemplo de los riesgos de seguridad de las piezas pequeñas donde las lesiones más comunes son:
- Tensión ocular
- Tensión muscular
- Inhalación de humos
- Golpes
Los robots de ensamblaje eliminan el riesgo de que los operarios se lesionen debido a estas tareas. Además, se puede ahorrar dinero al evitar el tiempo de inactividad, los costes médicos y las multas asociadas a las lesiones en el lugar de trabajo.
Reducción de costes
El principal coste de las líneas de montaje es el de la mano de obra que depende del país en el que se encuentre y repercute en el coste de los productos. También hay costes de materias primas, así como algunos costes ocultos. Estos factores ocultos incluyen los costes de formación, la reducción de la producción por el tiempo de inactividad y los costes sanitarios. Las líneas de montaje totalmente automatizadas eliminan los costes de mano de obra y los costes ocultos porque los robots de ensamblaje dan lugar a una línea de producción más ágil y eficiente. Muchos fabricantes reutilizan este capital humano en tareas más difíciles de automatizar en las que las personas pueden ser más productivas.

Un robot tiene un alto coste inicial y algunos costes de mantenimiento a lo largo de su vida útil. Pero en los escenarios ideales, los proyectos de robots pueden lograr un ROI neto en 12-18 meses. Este es el caso, sobre todo, de los proyectos de automatización estandarizados que cuentan con soluciones robóticas probadas.
Calidad de producción consistente
Los sistemas automatizados son más repetibles en sus movimientos que las personas y pueden rendir a un alto nivel gracias a la programación. Los robots están diseñados para seguir un conjunto de instrucciones para realizar tareas son predecibles y repetitivas. Esto les permite fabricar productos más consistentes que se traduce en menos fallos y menos productos que no pasen los controles de calidad.

¿Cómo decidir qué robots de ensamblaje se debe instalar?

Las distintas tareas de montaje y sus necesidades determinan qué robot seleccionar. Todos los tipos de robots son capaces de realizar montajes pero no todas las tareas de montaje pueden ser realizadas por cada robot. Los factores clave que determinan qué robot debe utilizarse son:

Complejidad del montaje: Los ensamblajes complejos que requieren flexibilidad son una gran elección para los robots de seis ejes. Esto se debe a su excepcional rango de movimiento y a su capacidad para alcanzar ángulos difíciles. Los robots colaborativos son un ejemplo de robot de seis ejes que puede desplegarse cerca de las personas.
Carga útil y alcance: Las aplicaciones de alta carga útil y/o gran alcance suelen ser difíciles para la mayoría de los tipos de robots. Variantes como el delta y el SCARA suelen ser tipos de robots más pequeños y menos potentes, y por tanto, se utilizan en aplicaciones más pequeñas. Es fundamental conocer la carga útil y el alcance necesarios para completar la tarea. Los errores en este aspecto son costosos.
Velocidad: Todos los robots tienen la capacidad de ser rápidos pero algunos están ciertamente en el escalón superior de la categoría de velocidad. Los robots delta pueden alcanzar las mayores velocidades pero también son extremadamente sensibles a los cambios de dirección. Son excelentes para aplicaciones de alta velocidad y baja carga útil. Una mala elección para una aplicación muy rápida sería un cobot que suelen tener la velocidad limitada por razones de seguridad.

Los robots colaborativos han venido para ayudar al ser humano en los procesos de fabricación. Conoce más acerca de este tema con los 4 tipos de robots colaborativos para procesos industriales

Consideraciones sobre el coste de robots de ensamblaje

Por último, se debe decidir si el precio es adecuado. Los costes de los sistemas de robots de montaje pueden variar mucho en función de los siguientes factores:

La complejidad del proyecto
Tipo, marca y tamaño del robot
Requisitos de seguridad

Los proyectos más complejos son siempre más costosos. Pueden requerir varios robots, sistemas de visión o la integración con equipos existentes. Esto significa más hardware y mano de obra para integrar el sistema. Los costes varían de una marca a otra y varían aún más de un tipo de robot a otro. Además, los costes se incrementan a medida que aumenta el tamaño del robot. Las tareas de ensamblaje de gran tamaño requieren equipos más grandes y costosos.

A menudo se olvida el equipo de seguridad adicional a la hora de calcular el coste ya que los robots de ensamblaje pueden ser peligrosos para los humanos. Por esta razón, se deben utilizar equipos de seguridad para proteger a los operarios de estos peligros. Los costes de seguridad incluyen los siguientes elementos: