El uso de la robótica para una producción flexible

Los robots, máquinas utilizadas principalmente en operaciones de gran volumen en la industria del automóvil, se están incorporando actualmente a todos los sectores y procesos productivos. Más allá de las operaciones tradicionales de producción, inspección y empaquetado, los robots realizan tareas que van desde la minería, recogida de fruta, exploración espacial hasta la cirugía y la investigación de laboratorio.

Marcus Mazetti | Responsable de Grandes Cuentas en SMC Suecia

Las plantas de fabricación de automóviles llevan muchos años operando de forma automatizada. De hecho, este sector continúa siendo uno de los principales impulsores de las ventas de robótica en todo el mundo. Además de la soldadura y de la pintura, la industria del automóvil incorpora robots para tareas como el montaje, el recorte, el corte, la transferencia de piezas y el mantenimiento de las máquinas, entre otras.
Siguiendo el ejemplo de las fábricas de automóviles, hay otras industrias como la alimentaria, bebidas, life science o agrícola, que están incrementado el uso de robots para aumentar la productividad, la eficiencia, la seguridad de las personas, la calidad y el resultado del producto. En general, se trata de flexibilizar las líneas de producción y de mejorar su capacidad para conseguir una producción en constante evolución que dé respuesta a las demandas de los clientes. Esto es, mayor diversidad y menor número de unidades.



Robot, en una aplicación de packaging, con comunicación wireless para garantizar la fiabilidad de la comunicación en serie y la flexibilidad en el cambio de la herramienta del final del brazo (EOAT)

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 nuevos sectores impulsando 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 otros 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 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 consideren la programación como un problema en entornos de fabricación de mayor variedad y menor número de unidades, sopésenlo de nuevo. Actualmente, los fabricantes de robots, los especialistas en cobots (robots colaborativos) y las empresas de software ofrecen soluciones que garantizan una programación sencilla. Hasta tal punto que, operarios con muy 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 las personas, 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 y la digitalización ya que superan en gran medida, en tareas complejas, a los sistemas de movimiento tradicionales.
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 de producción en masa, con muy pocas personas o ninguna controlando las operaciones.

Soluciones a medida
Puesto que los robots están llamados a convertirse en un recurso esencial 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 de cada cliente.
Tanto los usuarios como los fabricantes de robots tienen varios objetivos a la hora de seleccionar el producto: 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 es 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 de tecnología neumática, eléctrica, magnética y de vacío, que garantizan la adaptabilidad a todas las necesidades de agarre. Además, podemos suministrar unidades de mantenimiento, tubería, válvulas y comunicación en serie, ya sea mediante tecnología wireless o cableado tradicional, creando así soluciones 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 neumático y las ventajas que este puede aportar. Nuestro equipo de especialistas te acompaña y asesora 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 dispone de una amplia gama de actuadores eléctricos, la neumática sigue siendo la línea principal de nuestro negocio, por lo que cada vez más fabricantes de robots y plantas de fabricación solicitan nuestra colaboración.

Cambio rápido de herramienta
Para ofrecer flexibilidad, los robots suelen tener que utilizar diferentes pinzas, por lo que es fundamental una tecnología de cambio de herramienta rápida y fiable. Sin embargo, muchas soluciones son costosas y conllevan un cierto riesgo debido a las complejas conexiones de aire/señal. Por ello, nuestros equipos de ingeniería de diseño han desarrollado una pinza neumática modular, serie MHF2-X7076A, de bajo coste, con función de cambio de dedos. Este dispositivo de cambio automático de herramienta 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 herramienta y reducir las fugas de aire.






Pinza neumática de SMC con función de cambio de dedos - Serie MHF2-X7076A

Un elemento diferenciador del mercado es nuestra comunicación wireless con la pinza para eliminar todo riesgo de pérdida de comunicación y paradas. Nuestro sistema inalámbrico, EX600-W, ofrece una comunicación totalmente fiable e inmune a ruidos, menos cables y conectores, menos roturas y desconexiones, menor tiempo de instalación y un reducido mantenimiento. Además, los usuarios de robots están incorporando este sistema de respuesta rápida para mejorar su OEE (eficacia general del equipo), una métrica clave para cualquier operación de producción o proceso.



Sistema de comunicación wireless, serie EX600-W

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 nuestra prioridad. Alrededor del 50% de todas las pinzas robóticas que actualmente construimos son diseños personalizados, lo que pone de manifiesto nuestra capacidad y fiabilidad como socio tecnológico.

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