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Principales industrias que utilizan robots

Los robots son una parte integral de muchas industrias. En este artículo, descubrirá qué industrias hacen un mayor uso de los robots, así como los casos de uso emergentes.

Los robots industriales hacen que el lugar de trabajo sea más productivo y seguro. En muchos lugares de trabajo, también hacen que el trabajo sea más agradable. Los robots están impactando industrias desde la fabricación de automóviles hasta la agricultura, desde el almacenamiento hasta los productos farmacéuticos. Algunas industrias han estado utilizando la robótica durante mucho tiempo, mientras que otras apenas han comenzado. Este artículo presenta una descripción general de los usuarios más importantes de robots industriales. Discutimos cómo y por qué se utilizan los robots. Y echamos un vistazo a algunos casos de uso emergentes.

Contenido de este artículo:

Automotriz

En las fábricas de automóviles, los robots se han convertido en herramientas habituales. La industria automotriz fue el mayor usuario de robots en todo el mundo en 2020. Eso es según la Federación Internacional de Robots (IFR). El IFR dice que el 28% de todas las instalaciones de robots ocurren en el sector automotriz.

Aplicaciones estándar

Existe una fantástica variedad de materiales utilizados en la fabricación de automóviles. En consecuencia, se emplean muchos tipos diferentes de robots. Miles de piezas se fabrican en automóviles y cada pieza tiene su propio conjunto de procesos de fabricación.

Brazos robóticos articulados

El brazo robótico articulado grande y pesado se encuentra con frecuencia en las fábricas de automóviles. Dichos brazos pueden levantar pesos pesados. Y su flexibilidad significa que pueden moverse en cualquier dirección. Algunas de las operaciones para las que se utilizan dichos brazos robóticos incluyen:

Delta Robots

Cuando las piezas son más pequeñas y no tan pesadas, se pueden utilizar robots Delta de alta velocidad. Los fabricantes de automóviles utilizan robots Delta en aplicaciones como:

Robots SCARA

Los brazos de robot de ensamblaje de cumplimiento selectivo (SCARA) son especialmente buenos para ensamblar componentes electrónicos. Este tipo de ensamblaje implica insertar piezas en una placa de circuito impreso plana. La inserción vertical encaja bien con la geometría del robot SCARA. La precisión es necesaria porque las piezas deben encajar en pequeños agujeros. Algunas de las otras aplicaciones para las que los fabricantes de automóviles utilizan robots SCARA incluyen:

Robots cartesianos

Los robots cartesianos son rígidos en los tres ejes:X, Y y Z. Y estas direcciones forman ángulos rectos entre sí. Su estructura rígida significa que pueden manejar cargas relativamente altas. Son precisos en las tres direcciones. Los fabricantes de automóviles utilizan robots cartesianos para hacer algunos de los siguientes tipos de cosas:

Casos de uso emergentes para automoción:Cobots

Una necesidad relativamente nueva en la fabricación de automóviles es la de robots colaborativos o cobots. Cada vez más compradores demandan la personalización de sus coches. Esto ha provocado que el tamaño de los lotes de los fabricantes de automóviles se reduzca. Y eso le da un mayor valor a la capacidad de reequipar rápidamente los procesos de fabricación. Por lo tanto, las empresas de automóviles utilizan cada vez más los cobots.

A los cobots se les puede "enseñar" a realizar tareas por personas que no necesitan saber cómo escribir código. Esta cooperación de persona a máquina hace que las operaciones sean más flexibles. El mismo robot puede realizar tareas diferentes hoy que el día anterior porque una persona le ha mostrado cómo hacerlo.

Los trabajadores están contentos con esta tendencia. Los aspectos aburridos y aburridos de una tarea pueden dejarse en manos del robot. Al mismo tiempo, las cosas en las que los humanos somos tan buenos (adaptabilidad e innovación) siguen teniendo una gran demanda. La colaboración de personas y robots de esta manera es una tendencia en las fábricas de automóviles.

Eléctrico / Electrónico

El uso de robots en las industrias eléctrica y electrónica se ha multiplicado. Es posible que pronto el mayor número de robots se encuentre en la electrónica en lugar de en la automoción. Hay varias razones para esto. Y las razones son como las del sector automotriz. Es decir, una salida de alto volumen combinada con una estandarización de piezas. Por lo tanto, existe una gran repetición en la fabricación de productos eléctricos y electrónicos.

Pero existe una gran diferencia entre los robots en las fábricas de electrónica y automotriz. Y esa es la capacidad de levantamiento de pesas. Las piezas electrónicas son mucho más pequeñas que las piezas de metal pesado que se utilizan para fabricar automóviles. Entonces, los robots usados ​​en electrónica tienden a ser más pequeños. Son más ligeros y más rápidos que los robots para trabajar metales. Por supuesto, los automóviles de hoy contienen muchos componentes electrónicos. Sin embargo, aparte de esa superposición, la distinción generalmente se mantiene.

Aplicaciones estándar

Montaje e inserción

Las industrias eléctrica y electrónica utilizan robots para una variedad de operaciones. Estos incluyen ensamblaje, inserción, inspección y transferencia de piezas electrónicas. Otros usos incluyen apretar tornillos y soldar.

SCARA y Delta Robots

Encontrará más robots SCARA y Delta en la industria de la electrónica. Y encontrará menos brazos robóticos pesados ​​que son tan frecuentes en las fábricas de automóviles. Es más fácil hacer que los robots pequeños y livianos sean seguros para trabajar junto a las personas. Muchos de los robots utilizados en la fabricación de productos electrónicos son cobots. Operan codo con codo con personas sin necesidad de vallas de seguridad.

Los fabricantes de productos eléctricos y electrónicos pueden mejorar la productividad y la calidad mediante el uso de robots. Los trabajos aburridos y repetitivos se pueden reducir o eliminar. Esto mejora las condiciones del lugar de trabajo y mejora las tasas de retención de empleados.

Casos de uso emergentes para la industria eléctrica y electrónica:Cobots

La visión por computadora está mejorando y el precio de los cobots está bajando. A su vez, aumenta el número de empresas que utilizan robots. Esta tendencia se extiende a empresas más pequeñas. Las empresas más pequeñas que todavía usan métodos de ensamblaje manual pueden usar cobots. No tienen que hacer grandes inversiones. Pueden empezar poco a poco y comprar un solo cobot. Una vez que adquieren algo de experiencia, pueden ver el ROI y justificar compras adicionales.

Los cobots también tienen sentido para las empresas más grandes. Las empresas quieren robots que puedan realizar muchas tareas diferentes. Especialmente cuando alguien que no sabe cómo codificar puede enseñarle al robot qué hacer.

Metal y maquinaria

El tercer mayor usuario de robots industriales es el sector del metal y la maquinaria. Tienen muchas buenas razones para hacerlo. El trabajo de los metales implica el uso de altas temperaturas. Las piezas de trabajo suelen ser grandes y pesadas. Muchas herramientas para trabajar metales giran a altas velocidades. Las amoladoras, el equipo de desbarbado y los taladros son peligrosos de usar. Muchas operaciones de trabajo de metales generan limaduras y partículas metálicas que salen despedidas de las piezas de trabajo. Estas partículas en el aire son peligrosas para las personas.

Aplicaciones estándar

Cuidado de máquinas

El control numérico por computadora (CNC) se ha utilizado durante mucho tiempo para automatizar los procesos de mecanizado. Las máquinas CNC ofrecen una gran mejora con respecto a las operaciones manuales. El control numérico proporciona mayor velocidad y precisión. También hace que el lugar de trabajo sea más seguro. Aún así, las máquinas CNC necesitan personas que las configuren cuidadosamente y las atiendan mientras hacen su trabajo. La gente necesita cargar piezas de trabajo en blanco en las máquinas. Cuando se completa un proceso, las piezas deben descargarse. A menudo, deben colocarse en un transportador o en una caja.

Los brazos robóticos se utilizan para el cuidado de máquinas. Pueden introducir piezas en una máquina CNC. En el momento adecuado, los robots pueden retirar la pieza terminada. Luego, el robot mueve la pieza al siguiente paso del proceso de mecanizado. El cuidado de máquinas es un trabajo tedioso. Y los trabajadores pueden distraerse o aburrirse rápidamente. Esto aumenta el riesgo de acciones incorrectas. El error humano puede dañar equipos o piezas costosos, así como causar lesiones personales. El uso de robots para cuidar las máquinas reduce esos riesgos. Y, por supuesto, los robots no se cansan y pueden trabajar las veinticuatro horas del día.

Robots que reemplazan a las máquinas CNC

En algunos casos, los brazos robóticos pueden reemplazar la máquina CNC. El robot puede sujetar directamente la herramienta y realizar la operación de mecanizado. Los ejemplos incluyen taladrado, lijado, desbarbado y acabado. El brazo robótico a menudo puede realizar movimientos más complejos que las máquinas CNC tradicionales. Esto permite menos pasos en el proceso de mecanizado. Menos operaciones significan menos tiempo de finalización. El resultado es una mayor productividad, una mayor satisfacción del cliente y una mayor rentabilidad. Se pueden fabricar piezas más complejas y en menos tiempo.

Caso de uso emergente para metal y maquinaria:Cobots

Los cobots son atractivos porque se pueden usar de una manera muy flexible. Un trabajador industrial puede entrenar a un brazo cobot sobre lo que debe hacer simplemente moviéndolo. Los cobots están diseñados para ser seguros para operar junto con los humanos. Están equipados con sensores que los hacen más seguros. No se mueven tan rápido y no usan tanta fuerza. Pueden detectar si chocan contra algo. Los cobots a menudo tienen visión por computadora que les permite ver obstáculos. La visión por computadora también significa que los cobots se pueden usar para el control de calidad. La visión de alta resolución es un requisito para muchas aplicaciones.

Plásticos y productos químicos

Los robots se utilizan de diversas formas en las industrias química y del plástico. Una de las mejores razones para usar robots es mantener seguros a los empleados. En este sentido, los robots pueden marcar la diferencia en el mundo.

Aplicaciones estándar

Limpieza de tanques

En las fábricas de productos químicos, los tanques grandes a menudo deben limpiarse. Esta limpieza requiere que los empleados se vistan con Equipo de Protección Personal (PPE). El PPE protege a las personas de los productos químicos corrosivos y los humos nocivos. Las empresas químicas ahora pueden usar robots controlados a distancia para ingresar a los tanques. La gente se queda fuera del tanque y guía a los robots. Los operadores pueden ver usando cámaras montadas en los robots. Los robots están construidos con un potente equipo de pulverización que realiza la limpieza.

Embalaje y envío

El embalaje y el envío son tareas para las que se utilizan robots en la industria química. Estos procesos de la línea de montaje son muy repetitivos y son ideales para la robótica.

Pipeteo

Los técnicos de laboratorio deben dispensar regularmente cantidades precisas de líquidos en tubos de ensayo. Esto es necesario para realizar diversas mediciones y análisis. Para ello se utilizan robots de pipeteo. Estos robots liberan a las personas para que puedan realizar tareas más exigentes y gratificantes. Los robots también pueden aumentar el rendimiento de la operación de pipeteo.

Moldeo por inyección

El moldeo por inyección de plástico requiere varias operaciones de cuidado de la máquina. Estos incluyen carga y descarga, apilamiento y elevación, así como paletización. Un robot puede alcanzar el interior del equipo de moldeo por inyección. Puede quitar la pieza terminada de la máquina sin dañarla. Los robots pueden hacer esto de manera precisa e incansable. Se mejora la productividad y se reducen los tiempos de ciclo. Y los robots no necesitan descansos ni cometen errores.

Caso de uso emergente para plástico y productos químicos:drones aéreos y cobots

En las plantas químicas, las chimeneas, las calderas y las tuberías suelen ser muy altas. Dicho equipo debe inspeccionarse periódicamente. En el pasado, dicha inspección requería el cierre de la planta. El equipo necesitaba enfriarse por razones de seguridad.

Los drones aéreos pueden realizar estas inspecciones. Los drones tienen cámaras de alta resolución y sensores de calidad del aire. Es posible que también tengan equipos de imágenes térmicas. Y pueden volar tan alto como sea necesario. La gente permanece segura en el suelo. Los drones pueden realizar inspecciones mientras la planta continúa operando.

El uso de cobots en las industrias química y del plástico va en aumento. Un cobot puede recortar el exceso de material de una pieza de plástico creada mediante moldeo por inyección. Posteriormente, puede colocar la pieza en una cinta transportadora. Cuando la pieza cambia, un trabajador puede enseñarle al cobot a realizar nuevos movimientos. Y el trabajador no necesita saber cómo codificar.

Construcción

Los robots de construcción son un fenómeno relativamente nuevo. Sin embargo, la industria está lista para la innovación. Y los robots ofrecen muchas ventajas. La construcción sigue siendo una industria que requiere mucha mano de obra, pero los robots están avanzando rápidamente.

Casos de uso emergentes en la construcción

Atado de barras de refuerzo

Atar barras de refuerzo de metal ("barras de refuerzo") en la construcción de carreteras y puentes es un proceso muy manual. Por lo general, requiere que los trabajadores se agachen. Deben usar guantes gruesos y equipo de protección. Los trabajadores sujetan las piezas de refuerzo entre sí girando el alambre alrededor de la barra de refuerzo. El cable se retuerce alrededor de donde se cruzan las piezas de varilla. Puede haber decenas de miles de estos lazos en la construcción de carreteras y puentes. Dependiendo de la longitud del camino, puede haber millones de estos lazos.

El equipo robótico puede automatizar el atado de barras de refuerzo. El equipo consta de un gran caballete, el ancho de la calzada. El caballete tiene muchos brazos robóticos para atar barras de refuerzo. A medida que el caballete rueda a lo largo del lecho de la carretera, los brazos del robot realizan la torsión del cable en muchos lugares al mismo tiempo. Estos robots pueden aliviar a las personas de este trabajo agotador y poco interesante. Acelera el tiempo de construcción y mejora la consistencia del trabajo.

Levantamiento de bloques de cemento para albañiles

Los albañiles necesitan levantar bloques de cemento pesados. El albañil promedio levanta más de 3000 bloques de este tipo por día. El trabajo es agotador y las lesiones por movimientos repetitivos son comunes. Muchos albañiles necesitan operaciones de hombro en poco tiempo. Los brazos robóticos, guiados por los albañiles, pueden hacer el trabajo pesado. El robot evita que las personas sufran esfuerzos innecesarios y lesiones por movimientos repetitivos. El trabajo se hace más rápido, los hombres están menos cansados ​​y se pueden completar más proyectos en menos tiempo.

Albañilería automática

Hay brazos robóticos que automatizan el proceso de albañilería. Los robots dispensan con precisión la cantidad de lechada. Colocan los ladrillos con excelente precisión y presionan hacia abajo con la cantidad justa de fuerza. Nuevamente, la automatización significa mayor productividad y menores costos.

Pintura

Los robots de pintura pueden pintar una habitación en una fracción del tiempo que le toma a una persona hacerlo. Y al robot de pintura no le molestan los vapores tóxicos.

Creación de diseños

La industria de la construcción utiliza robots móviles autónomos (AMR) para realizar diseños. El AMR imprimirá líneas en el piso para mostrar a los trabajadores dónde ubicar las paredes y otras características.

Vehículos autónomos

Algunas empresas de construcción utilizan robots de excavación autónomos. Su uso está todavía en pañales. Algunos fabricantes ofrecen kits para convertir una excavadora manual en una robótica.

La excavación de zanjas es una aplicación actual. Y se están agregando otros. Algunas de las operaciones incluyen carga de camiones, transporte de material, hincado de pilotes y nivelación.

Drones aéreos

Los drones aéreos se utilizan en los sitios de construcción para obtener una visión general del progreso de un proyecto. Los drones pueden realizar mediciones con mayor precisión que con otros métodos. Y los drones pueden mejorar la seguridad del sitio de construcción utilizando las observaciones que proporcionan.

Agricultura

El costo de la mano de obra sigue aumentando y hay una escasez mundial de mano de obra en muchas industrias. Este es un factor que impulsa la automatización. El costo creciente de la mano de obra es otro. La agricultura no es una excepción.

El uso de robots en la agricultura aún se encuentra en sus primeras etapas. Hay docenas de interesantes casos de uso potenciales. Muchas empresas emergentes están entrando en la refriega. La firma de investigación MarketsandMarkets estimó que el mercado será de alrededor de $ 7 mil millones en 2020. Se proyecta que alcance los $ 12,8 mil millones en los próximos cuatro años.

Casos de uso emergentes para la agricultura

Tractores y vehículos autónomos

Los productores de cereales de los países desarrollados ya utilizan una agricultura altamente mecanizada. El uso de GPS y varios sensores terrestres está integrado en muchos tractores y cosechadoras nuevos. Los fabricantes de equipos agrícolas están agregando capacidades de conducción autónoma a estos vehículos agrícolas. Algunos de los nombres más importantes en equipos agrícolas han invertido mucho en esta tecnología.

Desmalezado de robots

Los robots desmalezadores se encuentran en varias etapas de desarrollo. Cada vez más plantas resisten los pesticidas de amplio espectro. Por lo tanto, es esencial encontrar enfoques alternativos para eliminar las malas hierbas.

La visión por computadora avanzada se está utilizando para reconocer las malas hierbas. El robot puede determinar no solo que algo es una maleza, sino también el tipo específico de maleza. Entonces se puede usar un producto químico especialmente elegido para esa hierba. Y el químico se aplica solo a esa planta. El tipo de producto químico lo elige la IA a bordo del tractor o el instrumento robótico tirado por el tractor. Otro método utiliza láseres para eliminar las malas hierbas. Esto evita por completo el uso de productos químicos. El uso de cuchillas para cortar y pulsos térmicos para matar las malas hierbas son tecnologías alternativas.

Elegir robots

La recolección de frutas y verduras es un área de mucha inversión. La visión por computadora puede decir si algo está maduro. Hay robots que recogen lechugas, robots que recogen manzanas y robots que recogen fresas. Se encuentran en varias etapas de comercialización.

Drones aéreos

Los drones aéreos disfrutan de un uso cada vez mayor en la agricultura. El dron puede recopilar datos que pueden producir mapas de campos coloreados. Los mapas pueden mostrar dónde están las malas hierbas. Pueden mostrar la humedad del suelo y la salud de los cultivos. Luego, el agricultor puede usar esta información para planificar sus intervenciones para resolver los problemas. A menudo, estos son problemas que el agricultor no conocía anteriormente.

Almacén y logística

En 2020, la estimación fue que alrededor del 80% de los almacenes en todo el mundo no utilizan robótica. Esto está cambiando rápidamente. Se pronostican altas tasas de crecimiento en la automatización para esta industria. Los robots de almacén aumentan la productividad operativa y reducen los costos laborales. Liberan a las personas de la carga de tareas repetitivas y poco interesantes.

Los estudios muestran que muchas personas en los almacenes pasan la mayor parte del tiempo viajando. Pueden estar empujando un carro o manejando montacargas u otro equipo industrial. Los robots móviles autónomos (AMR) pueden automatizar estas actividades.

Aplicaciones estándar

Manejo de materiales

Existe una amplia variedad de AMR disponibles para transportar mercancías dentro de un almacén. Algunos están diseñados para mover palés enteros y cargas pesadas. Otros están optimizados para pesos más pequeños. Algunas AMR se parecen a las carretillas elevadoras ordinarias y, de hecho, la gente puede conducirlas. Pero también tienen un modo de conducción autónoma. Otras carretillas elevadoras autónomas son carros de baja altura que solo funcionan de forma autónoma.

Preparación de pedidos

Reducir el contenido de mano de obra del proceso de preparación de pedidos es cada vez más crítico. Esto se debe al comercio electrónico. El comercio electrónico significa una mayor cantidad de productos. Y una menor cantidad de artículos por pedido. La combinación hace que la preparación de pedidos para el comercio electrónico requiera más mano de obra.

La mayoría de las soluciones implican que los AMR ayuden a transportar mercancías. Mover mercancías es una parte de bajo valor del proceso de selección.

En la mayor parte de la automatización de preparación de pedidos, las personas aún seleccionan y eliminan productos de los estantes. El trabajador escanea el código de barras del producto y lo coloca en un contenedor en el AMR. El lector de códigos de barras suele estar integrado en el AMR. El AMR realiza el recorrido a través del almacén. Este tipo de solución puede resultar en una duplicación de la productividad o incluso más.

Los robots que pueden hacer la selección también están disponibles para algunos casos de uso. Estos robots necesitan sistemas de visión y pinzas avanzados.

Robots paletizadores

Los robots paletizadores automatizan el proceso de carga de cajas en un palet. El robot optimiza el apilado para maximizar la cantidad de cajas que caben. La paleta se puede envolver para su envío.

Fabricación, etiquetado y clasificación de cajas

Los robots de almacén crean cajas de tamaño personalizado. Aplican etiquetas a los contenedores y clasifican los paquetes por código postal u otros criterios. Los robots que pueden realizar estas y diferentes funciones están todos disponibles comercialmente.

Casos de uso emergentes para almacenes:drones aéreos y robots de reparto

Los almacenes están comenzando a utilizar drones aéreos para realizar inventarios.

Cuando se realiza manualmente, el proceso de toma de inventario implica que las personas se suban a las escaleras. Tienen que mirar dentro de las cajas para contar el número de artículos. Es lento, lento y tedioso.

La mayoría de los almacenes tienen el objetivo de realizar inventarios dos veces al año y muchos no pueden hacerlo.

Los drones pueden volar por los pasillos, leer códigos de barras y contar artículos. Cuando sus baterías comienzan a agotarse, los drones vuelan a un área de anidación y se recargan. Con estos robots aéreos, se puede realizar un inventario cada dos semanas, lo que ahorra una gran cantidad de tiempo y dinero.

Los robots de entrega se encuentran en las primeras etapas de implementación. Hay proyectos piloto para la entrega de comida rápida y abarrotes. Amazon y otras empresas de comercio electrónico quieren realizar entregas utilizando drones aéreos. Potencialmente, se podrían entregar millones de diferentes tipos de artículos de esta manera. Parece que la tecnología está lista, pero hay obstáculos regulatorios que superar.

Envasado de alimentos / comestibles

La capacidad de envasar frutas y verduras de forma robótica se encuentra en la etapa comercial. Las soluciones robóticas pueden recoger y colocar productos. Los robots también pueden empacar el producto para su envío.

Se necesita una pinza robótica que pueda ser lo suficientemente firme para sostener el producto y, sin embargo, lo suficientemente suave como para no dañarlo. La tecnología de agarre se combina con la visión por computadora asistida por IA. High-volume produce packaging is commercially available and quite cost-effective.

More and more people want to buy groceries online. Some customers like the option to pick up their groceries from the store. Others prefer to have them delivered. This has placed an enormous burden on grocery stores. Stores have had to dedicate people to picking customer orders. And the orders must be packed into bags or boxes. People then put them out for pick up. Or someone drives to the customer's location to deliver.

Emerging Use Cases for Food Packaging and Groceries

Robotics vendors have created systems to help grocery stores with all these tasks. Automated Storage and Retrieval Systems (AS/RS) can be fit into the back of a grocery store. The AS/RS presents the products to a robotic picking station, which can load the products into bags or boxes.

For delivery to the customer, self-driving vehicles have been created.  They are in various stages of testing.  A few geographical areas are conducting pilot projects.

Pharmaceutical

Robots are well established in the pharmaceutical industry. Here are some of the ways robots are being used in this sector.

Standard Applications

Blister Packs

Delta or SCARA robots can place tablets into blister packs.  These robots are fast and accurate when handling lightweight items.  Labeling bottles of pills or liquid medications is often done robotically.

Pipetting

Pharmaceutical companies need to dispense precise amounts of liquid into testing vials.  The vials must be fed into test equipment such as a liquid chromatograph. This is a good application for robotics.  Pipetting robots are commonly used in the pharmaceutical industry.

Pick and Place

Human contact with pharmaceuticals can cause contamination. Drug companies naturally want to minimize the chance this will happen. Robots are useful for this reason alone. One example is packaging medical syringes. Syringes must be picked off a conveyor line and placed into a container. When a person does this, there is a risk of contamination and injury. Having robots perform this function proved challenging because the syringes are transparent. Transparency poses difficulties for the computer vision system. This challenge was overcome. The result is a robotic process that guarantees high quality and consistency.

Emerging Use Case for Pharmaceutical – Assisting Pharmacists

Assisting pharmacists is a relatively new use case for robots. They are ideal for menial tasks like counting pills.  Prescriptions are entered into the pharmacy computer system.  The software can determine the correct size of container needed. It can find the appropriate drug, and a robotic arm can dispense the pills into the container. The robot can also apply an appropriate label and place the labeled container on a conveyor belt.

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