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Los robots colaborativos amplían su alcance

A medida que contin√ļa el desarrollo de sistemas rob√≥ticos colaborativos, la l√≠nea entre los robots industriales t√≠picos y los que se consideran "cobots" contin√ļa difumin√°ndose.

Los robots colaborativos amplían su alcance
El robot colaborativo YuMi de doble brazo de ABB se promociona como el primer robot verdaderamente colaborativo del mundo.

Por David Miller

Todos queremos saber qu√© es lo que motiva a nuestros compa√Īeros de trabajo, y quiz√°s los robots colaborativos, o cobots, no sean diferentes. Sin embargo, a pesar de todo el rumor sobre su creciente prevalencia en la industria, a menudo existe una gran confusi√≥n sobre c√≥mo se define exactamente el t√©rmino "cobot". Por lo tanto, a medida que las empresas buscan aumentar la productividad, evitar la escasez de mano de obra y reducir el contacto humano en sus plantas con la ayuda de cobots, es hora de preguntarse: ¬ŅQu√© significa realmente que un robot sea colaborativo?

Es importante tener en cuenta que no existe una definici√≥n formal √ļnica de lo que es un cobot. M√°s bien, las normas ISO 10218-1 y 10218-2 establecen cuatro caracter√≠sticas potenciales de los sistemas rob√≥ticos colaborativos. Estas capacidades colaborativas (parada supervisada por seguridad, supervisi√≥n de velocidad y separaci√≥n, limitaci√≥n de potencia y fuerza y ‚Äč‚Äčgu√≠a manual) pueden lograrse mediante el uso de sensores, sistemas de control y dispositivos perif√©ricos, algunos de los cuales ya pueden estar integrados dentro de un robot en el momento de la compra y otros se pueden adaptar a un robot industrial preexistente.

‚ÄúNo existe una l√≠nea estricta entre los robots colaborativos y los no colaborativos‚ÄĚ, dice Andie Zhang, gerente de productos de robots colaborativos globales de ABB. ‚ÄúLos cobots son b√°sicamente un subconjunto de robots industriales con diferentes caracter√≠sticas, y casi todos los robots industriales que proporcionamos tienen la posibilidad de volverse m√°s colaborativos. Desde la perspectiva del usuario, debe pensar cu√°l es el problema operativo espec√≠fico que desea resolver y cu√°l es la mejor manera de hacerlo. Elegir una opci√≥n siempre depende de su aplicaci√≥n ".

Varios enfoques

Destacando la variedad de productos cobot disponibles, ABB, por ejemplo, ofrece una multitud de diferentes productos de robots colaborativos. Si bien el robot YuMi de la empresa, que se anuncia como "intr√≠nsecamente seguro", puede venir primero a la mente debido a su peque√Īo tama√Īo y capacidades de limitaci√≥n de potencia y fuerza, ABB tambi√©n ofrece SafeMove, un sistema de software que se integra con la familia de controladores de robots IRC5 de ABB para permitir que sus l√≠neas de robots industriales preexistentes se involucren tanto en paradas monitoreadas de seguridad como en monitoreo de velocidad y separaci√≥n. En pocas palabras, al utilizar tapetes de seguridad sensibles a la presi√≥n, cortinas de luz o esc√°neres l√°ser de √°rea como entradas, SafeMove permite a los robots industriales disminuir la velocidad o detenerse por completo cuando los trabajadores ingresan a su √°rea de peligro.

Los robots colaborativos ampl√≠an su alcanceFoto cortes√≠a EpsonLa distinci√≥n clave aqu√≠ es si una aplicaci√≥n requiere o no que un humano trabaje tan cerca del robot que existe la posibilidad de una colisi√≥n. Si es as√≠, como en una situaci√≥n en la que el cambio de tarea es frecuente o los trabajadores deben continuar procesando piezas despu√©s de que un robot haya terminado de manipularlas, los cobots como YuMi (que permiten el guiado manual y la limitaci√≥n de potencia y fuerza) pueden ser la mejor opci√≥n. Sin embargo, debido a que las leyes de la f√≠sica requieren que estos robots sean m√°s peque√Īos y se muevan m√°s lento para permanecer a salvo de colisiones en todo momento, es posible que sea necesario sacrificar la velocidad y la capacidad de carga √ļtil, lo que reduce el potencial de rendimiento.

Por el contrario, si un robot es capaz de trabajar principalmente por sí solo con humanos que ingresan ocasionalmente a su celda de trabajo, las tecnologías de monitoreo de velocidad y separación monitoreadas por seguridad, que se pueden agregar externamente, pueden ser preferibles y vienen con el beneficio adicional de ser compatible con robots industriales más grandes y rápidos.

Una empresa de tecnolog√≠a centrada exclusivamente en transformar robots colaborativos industriales en cobots es Veo Robotics. El sistema FreeMove de esta empresa utiliza m√ļltiples sensores de c√°mara y una plataforma de computaci√≥n algor√≠tmica para transformar robots industriales en cobots.

Otras opciones y consideraciones

El t√©rmino ‚Äúcobot‚ÄĚ est√° a√ļn m√°s cargado de lo que los matices de las normas ISO 10218-1 y 10218-2 parecer√≠an sugerir inicialmente. Incluso m√°s all√° de las tecnolog√≠as espec√≠ficas que permiten que los sistemas rob√≥ticos se vuelvan m√°s colaborativos, el concepto de cobot trae consigo ciertas percepciones y expectativas del usuario final adem√°s de las capacidades electr√≥nicas y mec√°nicas del producto.

Como gerente senior de desarrollo de aplicaciones en Universal Robots, Joe Campbell se√Īala que la designaci√≥n de cobot se trata tanto de eliminar la complejidad y brindar flexibilidad a trav√©s de una integraci√≥n, programaci√≥n y operaci√≥n sencillas como de caracter√≠sticas de seguridad. Para satisfacer estas necesidades, el modelo de negocio de Universal Robots est√° orientado hacia la facilidad de uso. De hecho, el nicho de mercado de Universal Robots ha sido durante mucho tiempo las empresas peque√Īas y medianas, los fabricantes por contrato y cualquier empresa que, debido a la aversi√≥n al riesgo, la falta de habilidades o la falta de capital, no pueda adoptar m√°s soluciones completamente automatizadas.

"Estamos vendiendo en n√ļmeros de dos d√≠gitos robots a empresas a las que nunca antes hubiera hecho una visita de ventas en toda mi carrera porque nunca antes habr√≠an calificado", dice Campbell. ‚ÄúPor ejemplo, conozco un taller de m√°quinas de 22 hombres que ahora tiene diez robots. Antes, nunca les habr√≠a comercializado porque no habr√≠an comprado la automatizaci√≥n tradicional. Ahora son una gran parte de esta explosi√≥n de inter√©s".

Es por eso que una empresa como Epson Robotics, que a√ļn no ha lanzado su propia l√≠nea de cobot, siente que ha aprendido de las tendencias en el espacio de seguridad colaborativa y tiene algo que ofrecer a los clientes que est√°n pensando en comprar un cobot. Seg√ļn Scott Marsic, gerente de producto senior de Epson Robotics, cuando los nuevos participantes buscan comprar su primer robot, a menudo es su necesidad de una experiencia de usuario intuitiva, escalabilidad y un producto de bajo costo lo que los incentiva a elegir un cobot, en lugar de y por encima de la necesidad de compartir un espacio de trabajo con su m√°quina. En respuesta, Epson Robotics ha lanzado su l√≠nea todo en uno de peque√Īos robots SCARA y de seis ejes, que Marsic siente que pueden satisfacer las mismas necesidades fundamentales que hacen muchos cobots, incluso sin las caracter√≠sticas de seguridad colaborativa.

‚ÄúLa mayor retroalimentaci√≥n que hemos visto de la gente es que compran cobots porque ven que son f√°ciles de usar, f√°ciles de implementar y f√°ciles de colocar, pero de lo que no se dan cuenta hasta despu√©s de haber colocado el cobot es que su rendimiento no ser√° el que esperaban. Les gusta la simplicidad de la programaci√≥n y la interfaz gr√°fica de usuario que les permite comenzar a funcionar r√°pidamente, pero no pueden desempe√Īarse en los niveles que realmente quieren", dice Marsic. ‚ÄúLo que hemos visto de nuestros constructores, clientes y distribuidores es que, en algunos casos, los cobots no se utilizan de la forma en que fueron dise√Īados para su uso. Lo que la gente realmente necesita es simplemente facilidad de uso".

Las compensaciones que Marsic indica son el resultado de la necesidad de que los cobots limitadores de potencia y fuerza permanezcan por debajo de un cierto umbral de tama√Īo y velocidad para garantizar que est√©n a salvo de colisiones en todo momento. Argumenta que las reducciones en el rendimiento que resultan de estas velocidades m√°s lentas pueden, en √ļltima instancia, perjudicar el resultado final de uno, compensando los ahorros de mano de obra iniciales que permite el cobot. A√ļn as√≠, aunque estas restricciones pueden afectar a los cobots m√°s peque√Īos que limitan la potencia y la fuerza, los avances en el monitoreo de la velocidad y la separaci√≥n est√°n ayudando a los robots industriales m√°s grandes y r√°pidos a eludir estos l√≠mites.

Por ejemplo, los cobots de la serie CR de Fanuc, que utilizan el control de velocidad y separaci√≥n, pueden alcanzar velocidades de hasta 1500 mm por segundo y ofrecer capacidades de carga √ļtil de hasta 35 kg, que es la m√°s alta del mercado, seg√ļn Fanuc. Greg Buell, ingeniero senior de Fanuc, anticipa que la tendencia continuar√° hacia los cobots con alcances m√°s largos, velocidades m√°s altas y mayores capacidades de carga √ļtil a medida que las tecnolog√≠as de monitoreo de velocidad y separaci√≥n contin√ļan mejorando.

Tomando una decisión

Seg√ļn Campbell de Universal Robots, si bien los cobots han sido hist√≥ricamente m√°s peque√Īos y m√°s simplistas que los robots industriales en general, esto se debe en gran parte a que las empresas que los produc√≠an desde el principio eran altamente especializadas y buscaban venderlos a peque√Īas y medianas empresas con caracter√≠sticas altamente intuitivas. Sin embargo, ahora que su popularidad y funcionalidad se ha expandido y los principales fabricantes de rob√≥tica como ABB y Fanuc han comenzado a intentar dise√Īar y vender sistemas rob√≥ticos colaborativos, los usuarios finales pueden esperar que los cobots m√°s grandes, m√°s r√°pidos y m√°s potentes contin√ļen proliferando. Como resultado, los compradores potenciales deber√≠an anticipar un panorama m√°s diverso de opciones, aunque esto puede resultar ser un arma de doble filo.

Los robots colaborativos ampl√≠an su alcanceUn cobot de Fanuc trabajando en una aplicaci√≥n de encolado de techos de autom√≥viles.Por un lado, a medida que se multiplican las opciones, es probable que los productos que se adapten m√°s a las necesidades individuales del fabricante se vuelvan m√°s comunes. Por otro lado, es posible que sea necesario analizar m√°s detenidamente las alternativas para seleccionar la que mejor se adapte a la aplicaci√≥n particular de una empresa. Este √ļltimo proceso requerir√° tener en cuenta las compensaciones enumeradas anteriormente.

M√°s all√° de eso, es importante tener en cuenta que, incluso cuando se invierte en cobots intr√≠nsecamente seguros y que limitan la potencia y la fuerza, como el YuMi de ABB, pueden quedar algunos escr√ļpulos de seguridad. Por ejemplo, independientemente de cu√°n seguro sea contra colisiones un cobot en s√≠, si sus herramientas o los objetos que maneja poseen puntas afiladas o bordes irregulares, los humanos que trabajan cerca de √©l a√ļn pueden resultar heridos. De manera similar, si bien un cobot involucrado en una operaci√≥n de cuidado de m√°quinas puede detenerse si choca con un trabajador humano, eso no significa que la puerta de un CNC u otro dispositivo no pueda golpear el brazo del operador. Incluso en aplicaciones en las que la cerca se ha ca√≠do de forma segura, una caja u otro art√≠culo manipulado que se caiga debido a una p√©rdida moment√°nea de presi√≥n de aire en un brazo accionado neum√°ticamente podr√≠a deslizarse por el suelo de manera desordenada. Como tal, la conciencia de la situaci√≥n por parte de los trabajadores de la planta sigue siendo importante y realizar una evaluaci√≥n de riesgos antes de desplegar cualquier tipo particular de cobot es absolutamente indispensable.

Finalmente, aquellos interesados ‚Äč‚Äčen cobots deben vigilar de cerca, no solo a los robots individuales, sino a las diversas tecnolog√≠as perif√©ricas y complementarias que se est√°n desarrollando y lanzando para complementar los sistemas rob√≥ticos industriales preexistentes. Como en gran parte de la industria, el software para controles de seguridad y zonificaci√≥n sigue teniendo prioridad en √°reas donde alguna vez se habr√≠an necesitado barreras f√≠sicas y otro hardware. Adem√°s, productos como T-Skin de Touch√© Solutions, un sistema de sensor de seguridad t√°ctil que se puede aplicar a la superficie de los robots industriales para permitirles detenerse de forma segura en caso de colisi√≥n con trabajadores humanos, as√≠ como varios sistemas de visi√≥n cada vez m√°s avanzados. Los sistemas para el monitoreo de la velocidad y la separaci√≥n contin√ļan siendo revolucionarios en el espacio colaborativo, haciendo que los sistemas rob√≥ticos colaborativos m√°s r√°pidos y de mayor carga √ļtil sean cada vez m√°s factibles.

Y para aquellos que se sienten abrumados por el conjunto de opciones en r√°pida expansi√≥n que presenta esta aparente adquisici√≥n rob√≥tica, es importante recordar que sea lo que sea lo que las pel√≠culas de Hollywood nos hayan ense√Īado, estos cobots vienen en son de paz.