Colaborativo o cooperativo: ¿cómo identificar el mejor sistema para una aplicación determinada?

Los robots son cada vez más fáciles de usar, más económicos y mejor adaptados para un mayor número de aplicaciones industriales. A medida que los humanos y los robots comparten cada vez más espacios comunes de producción, la elección de una máquina colaborativa o cooperativa se está teniendo más en cuenta. En este artículo analizamos las características clave de los robots de colaboración y cooperación, y cómo identificar el mejor sistema para una aplicación determinada.

Las máquinas de colaboración y cooperación están diseñadas para compartir un espacio de trabajo con seres humanos, interactuando con ellos sin necesidad de sistemas de seguridad de protección física. Los robots colaborativos, o ‘cobots’, como la nueva gama de robots antropomórficos MELFA-Assista de Mitsubishi Electric, están diseñados específicamente para implementar colaboraciones seguras entre humanos y robots. Los robots cooperativos, por otro lado, son robots industriales equipados con características de seguridad como el sistema de seguridad SafePlus de Mitsubishi Electric que utilizan, por ejemplo, sensores de movimiento para proteger al personal que entra en el espacio de operaciones.

Basándose en estas características, los robots industriales 'cooperativos' se han asociado generalmente con aplicaciones en las que la durabilidad, la alta velocidad, las cargas útiles, la precisión y la alta repetitividad son requisitos fundamentales. La programación no la realiza el operador y las rutinas establecidas no cambian con frecuencia. En este caso la opción más adecuada es, sin duda, la cooperativa.

“Los robots industriales 'cooperativos' se han asociado generalmente con aplicaciones en las que la durabilidad, la alta velocidad, las cargas útiles, la precisión y la alta repetitividad son requisitos fundamentales”

Sin embargo, los recientes avances en los robots colaborativos han empezado a desdibujar la línea cuando se trata de aplicaciones que requieren la misma precisión, pero las cargas útiles son más ligeras y los tamaños de los lotes son más pequeños. Cuando un robot debe poder ser 'enseñado' rápidamente por el operador para adaptar o iniciar una nueva rutina, entonces la opción colaborativa puede ser la mejor opción. Hay muchos ejemplos, como el trabajo de ensamblaje preciso o las simple transfers en aplicaciones de biotecnología, en los que un robot podría ser la solución. La introducción del cobot MELFA-Assista en el mercado es relevante ya que su precisión y repetibilidad son comparables a los de un robot industrial convencional.

La vida útil de ambas soluciones también es similar, lo que crea un nuevo conjunto de preguntas para los usuarios finales.

“Cuando un robot debe poder ser 'enseñado' rápidamente por el operador para adaptar o iniciar una nueva rutina, entonces la opción colaborativa puede ser la mejor opción”

Definiendo la opción más conveniente

El primer aspecto que las empresas deben considerar es el objetivo final de automatización que les gustaría alcanzar. Saber esto les ayudaría a determinar el tipo de contacto esperado entre los operadores humanos y los robots. En algunos casos, los humanos y los robots tienen que trabajar juntos en una tarea común. En este caso, los espacios de trabajo de los humanos y los robots se superponen tanto espacial como temporalmente para combinar las fortalezas y ventajas de ambas partes.

En estas situaciones, los cobots proporcionarían la mejor opción. Por ejemplo, los cobots son ideales cuando las máquinas necesitan manipular y sujetar piezas mientras los humanos trabajan en ellas. La ergonomía del brazo de un cobot es muy diferente a la de un humano; el alcance y la repetitividad son mejores, así como el hecho de mantenerse quieto durante largos períodos. En esta situación puede hacer que una tarea sea mucho más cómoda para un humano, usando la asistencia de un robot. Esto no solo mejora el entorno de trabajo, sino que también es un beneficio para la calidad y la productividad.

Por otra parte, si los operadores humanos y los robots solo interactúan de forma puntual, las soluciones cooperativas se adaptarían mejor a la aplicación. Este puede ser el caso de los entornos en los que los humanos no trabajan junto al robot pero que requieren un acceso regular a la célula robótica. El empaquetado, el paletizado, la carga de máquinas herramientas, el llenado, etc. son ejemplos evidentes.

Además, es importante considerar los requisitos de carga útil y tiempo de ciclo. Cuando estos aspectos no son relevantes, se pueden utilizar sistemas robóticos tanto de colaboración como de cooperación. Sin embargo, los componentes pesados o los procesos rápidos solo pueden ser manejados eficazmente por robots cooperativos.

Área de trabajo

Otro punto a tener en cuenta es el espacio disponible para el equipo de automatización. Es posible establecer zonas de seguridad ajustables para sistemas cooperativos, donde la posición, la velocidad y el par del robot pueden limitarse o detenerse cuando se aproxima un humano. Esto es ideal para las estaciones de embalaje donde, por ejemplo, un traspalé tiene que entrar en la zona para retirar un palé, sin embargo, para las tareas de montaje donde el operario está constantemente trabajando cerca del brazo de un robot, el brazo pasaría demasiado tiempo a baja velocidad o detenido. Si la tarea requiere la manipulación de una carga útil ligera y está ubicada en un espacio de trabajo compacto, entonces las soluciones de colaboración ofrecen una mayor eficiencia.

Los usuarios finales también deben determinar el nivel de flexibilidad de sus procesos automatizados a fin de definir qué solución robótica respondería mejor a sus necesidades. Los robots de colaboración pueden añadir fácilmente flexibilidad a los procesos de ensamblaje que necesitan hacer lotes de productos personalizados y en lotes cortos. El retorno de la inversión es a menudo el factor decisivo y esto puede ser difícil de calcular, especialmente para nuevas aplicaciones con muchas variables, sin embargo, hablar con un integrador de robots experto es siempre recomendable.