Con la llegada de la industria 4.0, el Internet de las Cosas y los sistemas ciberfísicos, parte de los robots evolucionaron a robots colaborativos o también llamados cobots.
En la industria 5.0, los robots colaborativos juegan un papel fundamental debido a que este concepto se enfoca en la colaboración entre humanos y máquinas para crear un entorno de producción más eficiente, personalizado y sostenible.
En este artículo profundizaremos sobre los robots colaborativos, la importancia que tienen en la industria 5.0 así como tipos de cobots y su programación. Sigue leyendo y te contamos todo sobre los cobots.
¿Qué son los robots colaborativos o cobots?
Entre la variedad de robots industriales, nos encontramos con los robots colaborativos o, como normalmente son conocidos, cobots. Estos tipos de robots ha cambiado de forma notable el mundo de la automatización y son la última tecnología en robótica.
Los robots colaborativos son sistemas robóticos donde hombre- máquina colaboran conjuntamente en un proceso productivo. Los cobots trabajan conjuntamente con el operario sin comprometer su seguridad debido a que están equipados con sensores de alta sensibilidad permitiéndoles detectar cualquier interacción que sea insegura.
En el caso de que el cobot detecte cualquier interacción anómala, este entrará en modo de seguridad. Por lo contrario, los robots tradicionales seguirían con su programación establecida pudiendo comprometer la seguridad del operario.
Los robots colaborativos son una tecnología rentable, versátil y fácil de usar permitiendo a las pequeñas, medianas y grandes empresas aumentar su productividad, mejorar la calidad del producto y responder de forma rápida y eficaz a la demanda de los clientes.
Importancia de los robots colaborativos en la Industria 5.0
La industria 5.0 es una evolución de la industria 4.0 donde se busca la integración de la tecnología digital con las habilidades laborales humanas. De esta forma, los cobots o robots colaborativos adquieren gran importancia en esta nueva etapa.
A raíz de esto, podemos concluir que las principales razones de la importancia de los robots colaborativos en la industria 5.0 son las siguientes:
Colaboración Humano-Máquina
Los cobots están diseñados para trabajar junto a los seres humanos de manera segura, sin la necesidad de barreras de protección. Esta colaboración mejora la eficiencia y permite a los trabajadores concentrarse en tareas más complejas y creativas, dejando atrás las tareas repetitivas y pesadas a los robots.
Flexibilidad y adaptación
A diferencia de los robots tradicionales, los cobots son más fáciles de programar y pueden adaptarse rápidamente a diferentes tareas y procesos. Esto es esencial en un entorno de producción que demanda alta personalización y cambios rápidos, como es característico de la industria 5.0.
Aumento de la productividad
Al automatizar tareas repetitivas y de bajo valor añadido, los cobots liberan a los trabajadores para que se enfoquen en actividades que requieren habilidades humanas específicas, como la toma de decisiones y la resolución de problemas, aumentando así la productividad general de la planta.
Mejora de la seguridad laboral
Los cobots están equipados con sensores y tecnologías avanzadas que les permiten detectar la presencia humana y evitar colisiones, reduciendo el riesgo de accidentes laborales. Esto crea un ambiente de trabajo más seguro y reduce los costos asociados con lesiones.
Sostenibilidad y Eficiencia Energética
La industria 5.0 también se encuentra centrada en la sostenibilidad. Los cobots son generalmente más eficientes en términos de consumo energético en comparación con los robots industriales tradicionales. Además, su capacidad de trabajar de manera continua y precisa reduce el desperdicio de materiales y mejora la calidad del producto final.
Innovación y Desarrollo
La integración de cobots fomenta la innovación al permitir el desarrollo de nuevos productos y procesos. Las empresas pueden experimentar con nuevas ideas de manera más rápida y económica, impulsando el avance tecnológico y la competitividad.
Programación de Robots Colaborativos
La programación de robots colaborativos (cobots) es una tarea crucial para su implementación efectiva en la industria. Existen varias formas de programarlos, cada una con sus propias ventajas y adecuaciones según las necesidades específicas de la tarea. A continuación, se detallan las principales formas de programación de cobots:
Programación Directa o Guiada
- Teaching Pendant: Utiliza un dispositivo manual que permite a los operadores mover el cobot y grabar posiciones y trayectorias. Este método es intuitivo y no requiere conocimientos avanzados de programación.
- Lead-Through Programming: El operador físicamente guía al cobot a través de las tareas manualmente. El cobot memoriza estas trayectorias y acciones, permitiendo una programación fácil y directa.
Programación Basada en Bloques de Construcción (Block Programming)
Similar a la programación gráfica, donde se utilizan bloques visuales que representan acciones específicas (mover, esperar, recoger, soltar, etc.) Estos bloques se arrastran y sueltan en una secuencia lógica para crear el programa del cobot. Esta forma es accesible para usuarios sin experiencia en programación tradicional.
Programación de alto nivel (High-Level Programming)
- Lenguajes Específicos de Dominio (DSLs): Algunos fabricantes de cobots ofrecen lenguajes de programación específicos diseñados para simplificar la programación de sus robots. Estos lenguajes están optimizados para las tareas comunes de los cobots.
- Interfaces de Programación de Aplicaciones (APIs): Permiten programar los cobots utilizando lenguajes de programación de alto nivel como Python, C++, o JavaScript. Esto es útil para integrar el cobot con otros sistemas y tareas más complejas que requieren un control preciso.
Programación Basada en Simulación
Utiliza software de simulación para programar y probar los movimientos y acciones del cobot en un entorno virtual antes de implementarlo en el mundo real. Esto permite identificar y corregir errores sin riesgo de dañar el equipo o interrumpir la producción.
Programación con Inteligencia Artificial y Aprendizaje Automático
Los cobots pueden ser programados utilizando técnicas de aprendizaje automático, donde aprenden a realizar tareas observando ejemplos o mediante el análisis de grandes cantidades de datos. Este enfoque es particularmente útil para tareas complejas o para mejorar el rendimiento a lo largo del tiempo.
Programación Remota y basada en la nube
Permite la programación y supervisión de cobots a través de plataformas basadas en la nube. Esto facilita la colaboración remota y la actualización de los programas de los cobots sin necesidad de estar físicamente presentes.
Tipos de Robots Colaborativos
Dependiendo de la aplicación que se le asigne al cobot y del entorno de trabajo donde se encuentre, existen varios tipos de robots colaborativos permitiendo a las empresas elegir el más adecuado a sus necesidades específicas. La diversidad existente de robots colaborativos facilita la implementación de automatización colaborativa en una amplia gama de industrias y tareas.
Podemos clasificar a los cobots según sus características y aplicaciones específicas. A continuación, se describen los principales tipos de cobots:
Robots Colaborativos de Fuerza Limitada
Estos cobots están diseñados para trabajar en contacto directo con los humanos sin la necesidad de barreras de seguridad. Utilizan sensores de fuerza y par para detectar la presencia de una persona y limitar su fuerza en consecuencia, garantizando la seguridad del operador.
Robots Colaborativos de Orientación Guiada
Se programan mediante la orientación física por parte del operador. El operador guía al cobot manualmente a través de las tareas, y el cobot memoriza estas trayectorias para repetirlas. Son fáciles de programar y no requieren conocimientos avanzados.
Robots Colaborativos de Monitoreo de Zona
Estos cobots operan en un espacio de trabajo compartido con los humanos, pero utilizan sensores avanzados para monitorear su entorno y detenerse si detectan una persona en su zona de operación. Esto permite una interacción segura y eficiente.
Cobots Móviles
Son cobots montados en plataformas móviles, lo que les permite desplazarse por el espacio de trabajo. Pueden realizar tareas en diferentes ubicaciones dentro de una planta industrial, como el transporte de materiales o la inspección de áreas específicas.
Cobots de Alta Precisión
Diseñados para tareas que requieren una precisión extrema, como el ensamblaje de componentes electrónicos o la realización de trabajos delicados en la industria médica. Utilizan sensores y sistemas de control avanzados para lograr una alta exactitud en sus movimientos.
Robots Colaborativos Modulares
Estos cobots tienen un diseño modular que permite la personalización y la adaptación a diferentes tareas. Sus componentes (brazos, pinzas, sensores) pueden ser intercambiados según las necesidades específicas de la aplicación, ofreciendo gran flexibilidad.
Cobots de Grandes Cargas
Diseñados para manipular cargas pesadas, estos cobots pueden realizar tareas que implican levantar y mover objetos voluminosos y pesados que serían difíciles o peligrosos para las personas. Son ideales para aplicaciones en la industria automotriz o de manufactura pesada.
Cobots de Servicio y Atención al Cliente
Utilizados en los sectores como la hostelería, la salud y el retail, estos cobots interactúan directamente con los clientes o pacientes. Pueden realizar tareas como la entrega de alimentos, la asistencia en la recepción de un hotel, o la ayuda en el transporte de pacientes en hospitales.
Cobots Educativos y de Investigación
Diseñados para fines educativos y de investigación, estos cobots están orientados a la enseñanza de robótica y automatización en instituciones educativas y centros de investigación. Suelen ser más accesibles en términos de costo y fáciles de programar para fines didácticos.
Beneficios de los Robots Colaborativos
Los robots colaborativos aportan numerosos beneficios a la industria. A continuación, te contamos cuales son las ventajas más destacadas:
- Facilidad en la instalación y uso: Los cobots son sencillos en la puesta en marcha del mismo. Vienen dotados de dispositivos para su control y disponen de una interfaz intuitiva para su manejo.
- Fexibilidad: Los robots colaborativos pueden ejecutar multitud de tareas acordes a cada aplicación. Gracias a esta característica se puede llevar desde una estación de trabajo a otra.
- Alta precisión: Los cobots son capaces de llevar a cabo tareas repetitivas con una altísima precisión. Al igual que en la precisión de movimientos, los robots colaborativos son altamente precisos en la fuerza de aplicación.
- Movilidad: El tamaño de los robots colaborativos es muy inferior a los robots tradicionales. Muchos de ellos, en su diseño, se incluyen sistemas para su transporte.
Conclusiones
En resumen, los cobots son esenciales en la Industria 5.0 debido a que facilitan una colaboración eficiente entre humanos y máquinas, mejoran la flexibilidad y adaptabilidad de la producción, aumentan la productividad y la seguridad de los operarios, y apoyan la sostenibilidad y la innovación en la industria.
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