Cobots, codo con codo con el ser humano

Robótica Colaborativa, cobots o la capacidad de una nueva generación de robots de trabajar codo con codo con el ser humano. Producto clave como tecnología habilitadora de la nueva Industria 4.0. Su uso se ha extendido muy rápidamente siendo, quizás, el tipo de equipo con mayor crecimiento y utilización en los últimos años. Preguntamos detalles a dos de los grandes líderes de este sector.

¿Cuáles son las diferencias básicas de un robot colaborativo frente a los tradicionales? Nos responde a esta primera cuestión Fernando León, director técnico en Fanuc: “Históricamente, se define como robot industrial “un manipulador multifuncional, reprogramable y controlado automáticamente, programable en tres o más ejes que puede estar fijo en un área o móvil para su uso en aplicaciones de automatización industrial” (según la norma ISO 8373:2012) y, por razones de seguridad, las zonas de trabajo de los robots industriales, quedaba claramente separada de los operarios, normalmente mediante vallados u otros elementos de seguridad. En los últimos años, han surgido los robots colaborativos (también conocidos como cobots), que tienen la particularidad de que pueden trabajar en zonas comunes compartidas entre persona y robot”.

En su opinión, las ventajas más importantes de los robots colaborativos respecto a los robots industriales tradicionales son el paro por contacto con el operador, la simplicidad de programación y la posibilidad de guiado manual, entre otras posibilidades. Por contra, como desventajas más importantes, al tener que evitar los daños en caso de colisión con el operador, presentan limitaciones en la capacidad de carga y una velocidad mucho más reducida en comparación con los robots industriales convencionales. Para hacer frente a esta desventaja, “los robots colaborativos están diseñados para trabajar junto a operadores de modo colaborativo cuando el robot y el operario comparten espacio de trabajo, y en modo no colaborativo cuando no lo comparten”, concluye.

“Las diferencias básicas entre un robot colaborativo y los robots tradicionales se encuentran en la capacidad del cobot de trabajar de manera segura y colaborativa con los seres humanos. Los robots colaborativos cuentan con tecnología avanzada de sensores y sistemas de seguridad para detectar y evitar colisiones con los trabajadores, lo que permite que las tareas se realicen de manera más segura y eficiente”, explica, por su parte, Laurent Bodin, Managing Director de Yaskawa Ibérica.

Usos habituales

Respecto a los usos habituales de los cobots, aunque inicialmente su uso estaba orientado a aplicaciones tradicionalmente colaborativas y cooperativas, “en los últimos años se están utilizando en aplicaciones típicas industriales como paletizado, carga y descarga de máquinas herramienta, montaje, atornillado, inspección, aplicaciones de soldadura arco y otras típicas aplicaciones industriales”, afirman desde Fanuc, y “en muchos casos, no se utiliza el robot por ser colaborativo sino por la sencillez de instalación y programación que está extendiendo su uso en industrias de pequeña y mediana dimensión que están empezando ahora a invertir en el sector de las aplicaciones robotizadas”. Mientras, desde Yaskawa consideran que los robots colaborativos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo ensamblaje, paletizado, embalaje, carga y descarga de materiales, inspección y pruebas, y muchas otras. “Al igual que el resto de robots industriales de Yaskawa, son particularmente útiles para desempeñar trabajos en las que los trabajadores humanos están expuestos a ambientes peligrosos o insalubres, o en tareas que son repetitivas o monótonas, con la característica de que pueden trabajar de forma segura con el operario”. 

Grandes cargas a velocidades altas sin celdas de protección, ¿cada vez más cerca?

Llegados a este punto, nos hacemos la siguiente cuestión: ¿Podemos pensar en un futuro más cercano que lejano en el que los robots colaborativos sean capaces de mover grandes cargas a velocidades altas sin celdas de protección? Fernando León lo tiene claro y no lo ve muy cerca en el tiempo: “El hecho de que haya que eliminar los daños con el operador en caso de impacto, implica trabajar a poca velocidad y/o poca capacidad de carga en presencia de operadores. Para tareas de alta producción y alta capacidad de carga, yo pienso que será siendo fundamental el uso de robots industriales convencionales”. Asimismo, consdiera que, en los últimos años, se han hecho importantes desarrollos en seguridad de robots industriales y hoy es posible trabajar con robots industriales convencionales (no colaborativos) sin vallados de seguridad aprovechando elementos externos de seguridad como cámaras de visión, barreras ópticas, scanners y otros elementos de seguridad. En el caso de Fanuc, dispone de funciones de seguridad bajo la denominación DCS (Dual Chain Safety), que “permite a nuestros robots industriales convencionales trabajar sin vallados de protección”.

Sin embargo, para Laurent Bodin ya existen robots colaborativos capaces de mover grandes cargas a altas velocidades sin celdas de protección, “pero siempre es necesario realizar una evaluación de riesgos adecuada y tomar medidas de seguridad adecuadas para garantizar la seguridad de los operarios. En Yaskawa, estamos comprometidos con la seguridad de los trabajadores y ofrecemos una variedad de soluciones de seguridad avanzadas en nuestros robots colaborativos”.

Un vistazo al mercado en los próximos años

“En mi opinión, en los países industrializados, en los próximos años la robótica industrial convencional seguirá creciendo de una forma muy importante debido al envejecimiento de la población y a la dificultad de encontrar mano de obra para tareas repetitivas y tediosas. Los gobiernos están potenciando el objetivo de la reindustrialización para volver a fabricar localmente. Se necesita automatizar y robotizar más para ser competitivos. La robótica industrial convencional seguirá creciendo en los sectores tradicionales y en nuevos sectores”, responde León, desde Fanuc, a este último interrogante: el mercado esperado para esta tecnología en los próximos años. Y añade: “Pienso que la robótica colaborativa seguirá un camino similar. La robótica colaborativa ha abierto un camino innovador para la industria en general, y especialmente para empresa pequeñas y medianas, que han visto la posibilidad de acceder a este tipo de soluciones de una forma competitiva. Existen aplicaciones que eran difíciles de justificar desde el punto de vista económico y que actualmente con la robótica colaborativa se pueden realizar de una forma sencilla y económica. Hay un nicho de mercado importante en aplicaciones de baja capacidad de carga y tiempos de ciclo relativamente altos en los que la robótica colaborativa encaja perfectamente. Al partir de una base instalada no muy grande, los crecimientos porcentuales en robótica colaborativa pueden ser muy altos en los próximos años”.

“El mercado de los robots colaborativos se espera que crezca significativamente en los próximos años, impulsado por el aumento de la automatización en la industria y la demanda de soluciones de producción más flexibles y eficientes. Según el informe de mercado de ResearchAndMarkets.com, que pronostica el crecimiento del mercado global de robots colaborativos hasta 2025, se espera que el mercado global de robots colaborativos alcance los 12.3 billones de dólares para ese año”, concluye, en este sentido, Bodin desde Yaskawa.

Robótica Colaborativa en Fanuc

Fanuc sigue apostando por los robots industriales tradicionales para la mayoría de las aplicaciones industriales que exigen grandes velocidades y alta capacidad de carga y, por eso, sigue desarrollando nuevas soluciones tecnológicas. Igualmente, “vemos un mercado creciente en el sector de la robótica colaborativa en la que es importante estar con nuevos modelos de robots, funciones y aplicaciones”, explica Fernando León, director técnico en Fanuc. Y añade: “Desde Fanuc, queremos aprovechar la amplia experiencia en el sector de robótica industrial, en el que destacamos por la fiabilidad de nuestros productos, característica que queremos mantener en nuestros modelos de robot colaborativos. Por eso, nuestros modelos de robots colaborativos utilizan la misma mecánica industrial que nuestros tradicionales robots amarillos”. 

La compañía comenzó su actividad en robótica colaborativa con modelos de alta capacidad de carga 35 kg (CR-35iA). Paulatinamente, ha ido cubriendo el rango de carga entre 5 y 35 Kg con su nueva gama de robots colaborativos CRX. Actualmente, Fanuc posee una de las más amplias gamas de producto que van desde sus modelos CRX-5iA, CRX-10iA, CRX-10iAL, CRX-20iA, CRX-25iA y CR-35iB. “Por otra parte, nuestro controlador es similar al utilizado en los robots industriales de nuestra gama convencional y las funciones de software son similares por lo que, quien conozca la programación Fanuc, fácilmente programará también nuestros robots de la gama colaborativa. No obstante, para la gente no experta en programación de robots, la compañía ha desarrollado un interface basado en iconos gráficos que permite una programación más sencilla”, puntualiza León. Además de poder programar las trayectorias por guiado manual, “nuestros robots colaborativos pueden incluir visión desarrollada por Fanuc (IRVision) dando solución a aplicaciones de visión 2D, 3DV, Bin Picking, IR Pick tool y otras. Tener robots con la posibilidad de incorporar visión en una misma plataforma es una ventaja importante a la hora de simplificar la instalación y programación de las aplicaciones”, concluye.

Robótica colaborativa en Yaskawa

“En Yaskawa, ofrecemos una amplia gama de soluciones de robótica colaborativa que se adaptan a una variedad de necesidades y entornos de producción”, afirma Laurent Bodin, Managing Director de Yaskawa Ibérica, “nuestros robots colaborativos están diseñados para ser altamente precisos y seguros, y cuentan con tecnología avanzada de sensores y sistemas de seguridad para garantizar una colaboración segura y eficiente con los trabajadores humanos. Además, ofrecemos una amplia gama de servicios de soporte y mantenimiento para garantizar la máxima eficiencia y rendimiento de nuestros robots colaborativos”.

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Este artículo aparece publicado en el nº 546 de Automática e Instrumentación págs. 48 a 50.