Robótica para una producción flexible

Por Marcus Mazetti, Responsable de Grandes Cuentas, SMC Suecia

Los robots, que eran algo casi exclusivo de las cadenas de producción de automóviles, se están incorporando hoy día en todos los sectores y procesos productivos. Más allá de las operaciones tradicionales de fabricación, inspección y embalaje, los robots realizan tareas que van desde la minería y la exploración espacial hasta la cirugía y la investigación de laboratorio, e incluso la recogida de fruta. Con un abanico tan amplio de aplicaciones, los robots actuales demandan una característica clave: la flexibilidad. Gran parte de esta flexibilidad se consigue gracias al utillaje que se incorpora en el extremo de la garra robótica (end effector) lo que implica tener en cuenta diversos factores a la hora de seleccionar un proveedor de esta tecnología, entre ellos, la amplia gama, la capacidad de personalización y la asistencia local y global al cliente.

Las plantas de fabricación de automóviles llevan muchos años  operando de forma automatizada. De hecho, este sector sigue siendo uno de los principales impulsores de las ventas de robótica en todo el mundo. Además, de la soludadura y de la pintura, la industria automovilística emplea robots para tareas como el montaje, el recorte, el corte, la transferencia de piezas y el mantenimiento de las máquinas, por citar solo algunas.

Siguiendo el ejemplo de las fábricas de automóviles, cada vez hay más industrias, como la alimentaria, la de bebidas, la de life sciencia y la agrícola, que están incrementando el uso de robots para aumentar la productividad, la eficiencia, la seguridad del personal, la calidad del producto y los resultados. En general, se trata de flexibilizar las líneas de producción y de mejorar su capacidad para lograr una producción de gran variedad y menor número de unidades en respuesta a la constante evolución de las demandas de los clientes.
 

Los nuevos sectores impulsan la demanda

Según un informe de McKinsey, el 88% de las empresas de todo el mundo tienen previsto introducir la automatización robótica en sus infraestructuras. Con tantos sectores nuevos que impulsan las ventas, Mordor Intelligence anuncia que el mercado mundial de la robótica podría alcanzar los 74.100 millones de dólares en 2026 (frente a los 27.730 millones de 2020), registrando una CAGR del 17,45%. Sin embargo, aunque el futuro parece prometedor para los que se dedican a la robótica, sabemos por experiencia que hay ciertos requisitos previos que determinan el éxito en sectores distintos al de la automoción.

Mientras que los robots de gran tamaño, utilizados principalmente en el sector de la automoción, suelen realizar una única tarea, la flexibilidad es la palabra clave para las aplicaciones robóticas no relacionadas con la automoción. Aquí, los usuarios asignan a los robots diferentes tareas que pueden cambiar regularmente. Los que piensen que la programación es un problema en los entornos de fabricación de gran variedad y menor número de unidaes   piénsenlo de nuevo. Los fabricantes de robots, los especialistas en cobot (robots colaborativos) y las empresas de software ofrecen hoy en día soluciones que garantizan una programación sencilla, hasta el punto de que incluso los operarios con poca o ninguna experiencia pueden generar trayectorias de movimiento en muy poco tiempo.

Inteligencia artificial y aprendizaje automático

Aunque todos somos conscientes de que los robots realizan tareas repetitivas de forma más eficiente que los humanos, existe una nueva tendencia: con la IA (inteligencia artificial) y el ML (aprendizaje automático), los robots son capaces de pensar, aprender y sacar conclusiones precisas sin la ayuda de sus colegas humanos.

Se trata de una perspectiva apasionante para la industria en general, sobre todo si se tiene en cuenta que los robots pueden contribuir al cambio hacia la Industria 4.0 / digitalización, en gran medida porque superan a los sistemas de movimiento tradicionales en tareas complejas.

Por ejemplo, aunque muchas máquinas del taller estén totalmente automatizadas, las tareas de manipulación, desde el almacén hasta el montaje final y el embalaje, no suelen estar automatizadas por las complejidades inherentes a este proceso. Sin embargo, hoy en día, las últimas soluciones robóticas ayudan al flujo continuo en la fábrica, lo que podría llevar al concepto de fabricación "oscura" o sin luz, con muy pocas personas o ninguna controlando las operaciones.

Soluciones a medida

Puesto que los robots están llamados a convertirse en un recurso fundamental en muchos tipos de fábricas, conseguir flexibilidad es primordial para cualquier tarea que implique la manipulación o el mantenimiento. En este caso, alrededor del 50% de las aplicaciones requieren modificaciones en los dedos y/o en las pinzas para adaptarse a las necesidades del cliente.

Tanto los usuarios como los fabricantes de robots tienen varios objetivos a la hora de seleccionar el producto, como la relación precio-rendimiento, la flexibilidad, la facilidad de adopción y la seguridad. Sin embargo, la tecnología de las pinzas del final del brazo robótico son un factor clave para tareas como la manipulación de materiales, el embalaje, la alimentación de máquinas, el montaje, el control de calidad y el acabado de superficies.

En SMC ofrecemos una gama completa de soluciones, incluyendo tecnología neumática, eléctrica, magnética y de vacío, garantizando así la adaptabilidad a todas las necesidades de agarre. También podemos suministrar unidades de mantenimiento, FRL, tubería, válvulas y comunicación en serie, ya sea mediante tecnología wireless o cableado tradicional, creando así una solución a medida para nuevas instalaciones de robots o proyectos de readaptación.

Asimismo apoyamos a los ingenieros de robótica, colaborando en la interpretación de los requisitos del control de movimiento accionado por aire y las ventajas que puede aportar. Nuestro equipo de especilistas puede ofrecer asesoría en todos los aspectos: desde la tecnología de los bloques de válvulas y la filtración, hasta el caudal y la presión del sistema. Aunque SMC ofrece una amplia serie de actuadores eléctricos, la neumática sigue siendo nuestra línea principal de negocio, por lo que cada vez más fabricantes de robots y plantas de fabricación solicitan nuestra colaboración.

Cambio rápido de herramientas

Para ofrecer flexibilidad, los robots suelen tener que utilizar diferentes pinzas, por lo que es fundamental una tecnología de cambio de herramientas rápida y fiable. Sin embargo, muchas soluciones son caras y conllevan cierto riesgo debido a las complejas conexiones de aire/señal. Por este motivo, nuestro equipo de ingenieros de diseño ha desarrollado una pinza neumática modular, de bajo coste con función de cambio de dedos, serie MHF2-X7076A. Este dispositivo de cambio automático de herramientas para robots permite a los usuarios sustituir simplemente el extremo de la pinza (el dedo) sin ningún riesgo. El cableado y las tuberías están agrupados en el cuerpo de la pinza neumática (lado del robot) para mejorar el contacto eléctrico durante el cambio de herramientas y reducir las fugas de aire.

Como elemento diferenciador del mercado, ofrecemos comunicación wireless con la pinza para eliminar cualquier riesgo de pérdida de comunicación y paradas. Nuestro sistema inalámbrico EX600-W ofrece una comunicación totalmente fiable y resistente al ruido, menos cables y conectores, menor instalación y mantenimiento, y menos roturas y desconexiones. Además, para mejorar su OEE  (eficacia general del equipo), una métrica clave para cualquier operación de producción o proceso, los usuarios de robots están incorporando cada vez, con mayor frecuencia, este sistema wireless EX600-W de respuesta rápida.

Y continuamos avanzando. Nuestro equipo de I+D trabaja sin descanso en la modularidad del sistema, incrementando la velocidad de los cambios de pinza y reduciendo el riesgo de paradas. La productividad y el tiempo de funcionamiento son nuestras principales prioridades. Alrededor del 50% de todas las pinzas robóticas que actualmente construímos son diseños personalizados, lo que pone de manifiesto nuestra capacidad y fiabilidad como socio tecnológico.

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