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Industrias que lideran la revolución de la robótica

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

Los robots industriales están haciendo el lugar de trabajo más productivo y seguro. En muchos lugares de trabajo, también hacen el trabajo más agradable. Los robots están impactando industrias desde la fabricación automotriz hasta la agricultura, desde el almacenamiento hasta la farmacéutica. Algunas industrias llevan mucho tiempo usando robótica, mientras que otras acaban de empezar. Este artículo presenta una visión general de los usuarios más significativos de robots industriales. Discutimos cómo y por qué se usan los robots. Y echamos un vistazo a algunos casos de uso emergentes.

Contenido de este artículo:

Automoción

Industrias que lideran la revolución de la robótica

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

Aplicaciones estándar

Hay una fantástica variedad de materiales usados en la fabricación de automóviles. Consecuentemente, hay muchos tipos diferentes de robots empleados. Miles de piezas entran en los coches, y cada pieza tiene su propio conjunto de procesos de fabricación.

Brazos robóticos articulados

El brazo robótico articulado grande y pesado se encuentra frecuentemente en fábricas de coches. Tales brazos pueden levantar pesos pesados. Y su flexibilidad significa que pueden moverse en cualquier dirección. Algunas de las operaciones para las que se usan tales brazos robóticos incluyen:

Robots Delta

Cuando las piezas son más pequeñas y no tan pesadas, los robots Delta de alta velocidad pueden usarse. Los fabricantes de coches usan robots Delta en aplicaciones como:

Robots SCARA

Los Brazos de Robot de Conformidad Selectiva para Montaje (SCARA) son especialmente buenos ensamblando electrónica. Este tipo de montaje 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 agujeros diminutos. Algunas de las otras aplicaciones para las que los fabricantes automotrices usan robots SCARA incluyen:

Robots Cartesianos

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

Casos de uso emergentes para Automoción - Cobots

Una necesidad relativamente nueva en la fabricación automotriz es para robots colaborativos o cobots. Cada vez más compradores demandan personalización de sus coches. Esto ha causado que los tamaños de lote de los fabricantes se vuelvan más pequeños. Y eso pone un valor mayor en la capacidad de reequipar procesos de fabricación rápidamente. Así que los cobots se están usando cada vez más por empresas de automóviles.

Los cobots pueden ser "enseñados" a realizar tareas por personas que no necesitan saber escribir código. Esta cooperación humano-máquina hace operaciones más flexibles. El mismo robot puede hacer tareas diferentes hoy que ayer porque una persona le ha mostrado cómo hacerlo.

Los trabajadores están contentos con esta tendencia. Los aspectos aburridos y cansados de una tarea pueden dejarse al robot. Al mismo tiempo, las cosas en las que los humanos son tan buenos - adaptabilidad e innovación - siguen en alta demanda. Personas y robots colaborando de esta manera es una tendencia en fábricas automotrices.

Eléctrica/Electrónica

Industrias que lideran la revolución de la robótica

El uso de robots en las industrias eléctricas y electrónicas se ha multiplicado. El mayor número de robots puede estar pronto en electrónica en lugar de automoción. Hay varias razones para esto. Y las razones son como las del sector auto. Es decir, una producción de alto volumen combinada con una estandarización de piezas. Así que hay una gran cantidad de repetición en la fabricación eléctrica y electrónica.

Pero, hay una diferencia mayor entre robots en electrónica y fábricas automotrices. Y esa es la capacidad de elevación de peso. Las piezas electrónicas son mucho más pequeñas que las piezas de metal pesado usadas para hacer coches. Así que los robots usados en electrónica tienden a ser más pequeños. Son más ligeros y rápidos que los robots de trabajo de metal. Por supuesto, los coches hoy contienen mucha electrónica. Aparte de ese solapamiento, sin embargo, la distinción generalmente se mantiene.

Aplicaciones estándar

Montaje e Inserción

Las industrias electrónicas y eléctricas usan robots para una variedad de operaciones. Estas incluyen montaje, inserción, inspección y transferencia de piezas electrónicas. Otros usos incluyen apriete de tornillos y soldadura.

Robots SCARA y Delta

Encontrará más robots SCARA y Delta en la industria electrónica. Y encontrará menos de los brazos robóticos pesados tan prevalentes en fábricas automotrices. Es más fácil hacer robots pequeños y ligeros seguros para trabajar junto a personas. Muchos de los robots usados en fabricación electrónica son cobots. Operan codo a codo con personas sin necesidad de vallas de seguridad.

Los fabricantes eléctricos y electrónicos pueden mejorar productividad y calidad usando robots. Trabajos aburridos y repetitivos pueden reducirse o eliminarse. Esto mejora las condiciones laborales y aumenta las tasas de retención de empleados.

Casos de uso emergentes para la Industria Eléctrica/Electrónica – Cobots

La visión por computadora está mejorando, y el precio de los cobots está bajando. A su vez, el número de empresas usando robots aumenta. Esta tendencia se extiende a empresas más pequeñas. Empresas más pequeñas que aún usan métodos de montaje manual pueden usar cobots. No tienen que hacer enormes inversiones. Pueden empezar pequeño y comprar un solo cobot. Después de ganar algo de experiencia, pueden ver el ROI y justificar más compras.

Los cobots tienen sentido para las grandes empresas también. Las empresas quieren robots que puedan hacer muchas tareas diferentes. Especialmente cuando el robot puede ser enseñado qué hacer por alguien que no sabe programar.

Metal y Maquinaria

Industrias que lideran la revolución de la robótica

El tercer mayor usuario de robots industriales es el sector de metal y maquinaria. Tienen muchas buenas razones para hacerlo. El trabajo de metal implica usar altas temperaturas. Las piezas de trabajo son a menudo grandes y pesadas. Muchas herramientas de trabajo de metal rotan a altas velocidades. Esmeriladoras, equipos de desbarbado y taladros son todos peligrosos de usar. Muchas operaciones de trabajo de metal generan virutas y partículas de metal que salen volando de las piezas de trabajo. Estas partículas en el aire son peligrosas para las personas.

Aplicaciones estándar

Atención de máquinas

El Control Numérico Computarizado (CNC) se ha usado largo tiempo para automatizar procesos de mecanizado. Las máquinas CNC ofrecen una gran mejora sobre operaciones manuales. El control numérico proporciona mayor velocidad y mayor precisión. También hace el lugar de trabajo más seguro. Aún así, las máquinas CNC necesitan personas para configurarlas cuidadosamente y atenderlas mientras trabajan. Las personas necesitan cargar piezas en bruto en las máquinas. Cuando un proceso se completa, las piezas necesitan descargarse. A menudo, deben ponerse en una cinta transportadora o en una caja.

Los brazos robóticos se usan para atención de máquinas. Pueden alimentar piezas en una máquina CNC. En el momento adecuado, los robots pueden remover la pieza terminada. Luego el robot mueve la pieza al siguiente paso en el proceso de mecanizado. La atención de máquinas es trabajo tedioso. Y los trabajadores pueden distraerse o aburrirse rápidamente. Esto aumenta el riesgo de acciones incorrectas. El error humano puede dañar equipamiento o piezas costosas, así como causar lesiones personales. Usar robots para atención de máquinas reduce tales riesgos. Y, por supuesto, los robots no se cansan y pueden trabajar las 24 horas.

Robots que reemplazan máquinas CNC

En algunos casos, los brazos robóticos pueden reemplazar la máquina CNC. El robot puede sostener directamente la herramienta y realizar la operación de trabajo de metal. 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 para completar. El resultado es mayor productividad, mayor satisfacción del cliente y mejor rentabilidad. Piezas más complejas pueden hacerse en menos tiempo.

Caso de uso emergente para Metal y Maquinaria – Cobots

Los cobots son atractivos porque pueden usarse de forma tan flexible. Un trabajador industrial puede entrenar un brazo cobot qué hacer simplemente moviéndolo. Los cobots están diseñados para ser seguros operando junto a 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 pueden usarse para control de calidad. La visión de alta resolución es un requisito para muchas aplicaciones.

Plástico y Química

Industrias que lideran la revolución de la robótica

Los robots se usan de una amplia variedad de formas en las industrias de plásticos y químicos. Una de las mejores razones para usar robots es mantener a los empleados seguros. En este sentido, los robots pueden marcar toda la diferencia del mundo.

Aplicaciones estándar

Limpieza de tanques

En fábricas químicas, grandes tanques a menudo necesitan limpieza. Esta limpieza requiere que los empleados se vistan con Equipo de Protección Personal (EPP). El EPP protege a las personas de químicos corrosivos y humos dañinos. Las empresas químicas ahora pueden usar robots controlados remotamente para entrar en los tanques. Las personas se quedan fuera del tanque y guían los robots. Los operadores pueden ver usando cámaras montadas en los robots. Los robots están construidos con equipo de pulverización potente que hace la limpieza.

Envase y embalaje

El envase y embalaje son tareas para las que se usan robots en la industria química. Tales procesos de línea de montaje son altamente repetitivos e idealmente adecuados para robótica.

Pipeteo

Los técnicos de laboratorio regularmente necesitan dispensar cantidades precisas de líquidos en tubos de ensayo. Esto es necesario para realizar diversas mediciones y análisis. Los robots de pipeteo se usan para este propósito. Tales robots liberan a las personas para poder 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 atención de máquinas. Estas incluyen carga y descarga, apilado y elevación, así como paletizado. Un robot puede alcanzar dentro del equipamiento de moldeo por inyección. Puede remover la pieza terminada de la máquina sin dañarla. Los robots pueden hacer esto con precisión e incansablemente. La productividad mejora y los tiempos de ciclo se reducen. Y los robots no necesitan descansos ni cometen errores.

Caso de uso emergente para Plástico y Química – Drones aéreos y Cobots

En plantas químicas, chimeneas, calderas y tuberías son a menudo muy altas. Tal equipamiento necesita ser inspeccionado periódicamente. En el pasado, tal inspección requería apagar la planta. El equipamiento 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. Pueden tener equipo de imagen térmica también. Y pueden volar tan alto como sea necesario. Las personas se quedan seguras en el suelo. Los drones pueden realizar inspecciones mientras la planta sigue operando.

El uso de cobots en las industrias de plásticos y químicos está en aumento. Un cobot puede recortar material excedente de una pieza plástica creada por moldeo por inyección. Después, puede poner la pieza en una cinta transportadora. Cuando la pieza cambia, el cobot puede ser enseñado a realizar nuevos movimientos por un trabajador. Y el trabajador no necesita saber programar.

Construcción

Industrias que lideran la revolución de la robótica

Los robots de construcción son un fenómeno relativamente nuevo. Sin embargo, la industria está madura para la innovación. Y los robots ofrecen muchas ventajas. La construcción sigue siendo una industria muy intensiva en mano de obra, pero los robots llegan rápido.

Casos de uso emergentes en Construcción

Atado de armaduras

Atar barras de refuerzo ("armaduras") en construcción de carreteras y puentes es un proceso altamente manual. Normalmente requiere que los trabajadores se agachen. Deben usar guantes pesados y equipo de protección. Los trabajadores aseguran piezas de armadura juntas retorciendo alambre alrededor de la armadura. El alambre se retuerce donde las piezas de armadura se intersectan. Pueden haber decenas de miles de tales atados en construcción de carreteras y puentes. Dependiendo de la longitud de la carretera, puede haber millones de tales atados.

El equipamiento robótico puede automatizar el atado de armaduras. El equipamiento consiste en un gran caballete, del ancho de la base de la carretera. El caballete tiene muchos brazos robóticos de atado de armaduras. A medida que el caballete rueda a lo largo de la base, los brazos robóticos realizan el retorcido del alambre en muchos lugares a la vez. Tales robots pueden aliviar a las personas de este trabajo agotador y poco interesante. Acelera el tiempo de construcción y mejora la consistencia del trabajo.

Elevación de bloques de cemento para albañiles

Los albañiles necesitan levantar bloques de cemento pesados. El albañil promedio levanta más de 3000 tales bloques por día. El trabajo es agotador y las lesiones por movimiento repetitivo son comunes. Muchos albañiles necesitan operaciones de hombro antes de mucho tiempo. Brazos robóticos, guiados por los albañiles, pueden hacer el levantamiento pesado. El robot ahorra a las personas esfuerzo innecesario y lesiones por movimiento repetitivo. El trabajo se hace más rápido, los hombres están menos cansados y más proyectos pueden completarse en menos tiempo.

Albañilería automática

Hay brazos robóticos que automatizan el proceso de albañilería. Los robots dispensan con precisión la cantidad de mortero. Colocan los ladrillos con excelente precisión y presionan con la fuerza justa. De nuevo, la automatización significa mayor productividad y menores costes.

Pintura

Los robots de pintura pueden pintar una habitación en una fracción del tiempo que le toma a una persona. Y el robot de pintura no se molesta por humos tóxicos.

Creación de distribuciones

La industria de la construcción usa Robots Móviles Autónomos (AMR) para realizar distribuciones. El AMR imprimirá líneas en el suelo para mostrar a los trabajadores dónde ubicar muros y otras características.

Vehículos autónomos

Algunas empresas constructoras usan robots de excavación autónomos. Su uso aún está en su infancia. Algunos fabricantes ofrecen kits para actualizar una excavadora manual a una robótica.

La zanjeo es una aplicación actual. Y otras se están añadiendo. Algunas de las operaciones incluyen carga de camiones, transporte de material, hincado de pilotes y nivelado.

Drones aéreos

Los drones aéreos se usan en obras de construcción para obtener una visión general del progreso de un proyecto. Los drones pueden hacer mediciones más precisamente que con otros métodos. Y los drones pueden mejorar la seguridad en la obra usando las observaciones que suministran.

Agricultura

Industrias que lideran la revolución de la robótica

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

El uso de robots en agricultura aún está en sus primeras etapas. Hay docenas de casos de uso potenciales emocionantes. Muchas empresas emergentes están entrando en la contienda. La firma de investigación MarketsandMarkets estimó el mercado en unos 7.000 millones USD en 2020. Se proyecta alcanzar 12.800 millones en los próximos cuatro años.

Casos de uso emergentes para Agricultura

Tractores y vehículos autónomos

Los agricultores de grano en países desarrollados ya usan agricultura altamente mecanizada. El uso de GPS y varios sensores de suelo están integrados en muchos tractores y cosechadoras nuevos. Los fabricantes de equipamiento agrícola están añadiendo capacidades autónomas a estos vehículos agrícolas. Algunos de los nombres más grandes en equipamiento agrícola han invertido fuertemente en esta tecnología.

Robots desherbadores

Los robots desherbadores están en varias etapas de desarrollo. Cada vez más plantas resisten pesticidas de amplio espectro. Así que encontrar enfoques alternativos para matar malezas es esencial.

La visión por computadora avanzada se usa para reconocer malezas. El robot puede determinar no solo que algo es una maleza, sino el tipo específico de maleza. Luego se puede usar un químico elegido específicamente para esa maleza. Y el químico se aplica solo a esa planta. El tipo de químico es elegido por la IA a bordo en el tractor o instrumento robótico tirado por el tractor. Otro enfoque usa láseres para vaporizar las malezas. Esto evita el uso de químicos por completo. Usar cuchillas para cortar y pulsos térmicos para matar malezas son tecnologías alternativas.

Robots de recolección

La recolección de frutas y verduras es un área de mucha inversión. La visión por computadora puede decir si algo está maduro. Hay robots recolectores de lechuga, manzanas y fresas. Están en varias etapas de comercialización.

Drones aéreos

Los drones aéreos están disfrutando uso creciente en agricultura. El dron puede recopilar datos que producen mapas colorizados de campos. Los mapas pueden mostrar dónde están las malezas. Pueden mostrar la humedad del suelo y la salud de los cultivos. El agricultor puede entonces usar esta información para planificar sus intervenciones para resolver los problemas. A menudo, estos son problemas de los que el agricultor no era consciente previamente.

Almacén y Logística

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En 2020, la estimación era que alrededor del 80 % de los almacenes mundiales no usan robótica. Esto está cambiando rápidamente. Se pronostican altas tasas de crecimiento en automatización para esta industria. Los robots de almacén aumentan la productividad operativa y reducen costes laborales. Alivian a las personas de la carga de tareas repetitivas y poco interesantes.

Los estudios muestran que muchas personas en almacenes pasan la mayor parte de su tiempo viajando. Pueden estar empujando un carro o conduciendo carretillas u otro equipamiento industrial. Los Robots Móviles Autónomos (AMR) pueden automatizar estas actividades.

Aplicaciones estándar

Manipulación de materiales

Hay una amplia variedad de AMR disponibles para transportar mercancías dentro de un almacén. Algunos están diseñados para mover pallets completos y cargas pesadas. Otros están optimizados para pesos más pequeños. Algunos AMR parecen carretillas elevadoras ordinarias, y las personas de hecho pueden conducirlas. Pero también tienen un modo autónomo. Otras carretillas autónomas son carros bajos que solo operan autónomamente.

Preparación de pedidos

Reducir el contenido laboral del proceso de preparación de pedidos se vuelve más crítico. Esto es por el comercio electrónico. El comercio electrónico significa un mayor número de productos. Y un menor número de artículos por pedido. La combinación hace que la preparación de pedidos para comercio electrónico sea más intensiva en mano de obra.

La mayoría de soluciones involucran AMR ayudando a transportar mercancías. Mover mercancías es una parte de bajo valor del proceso de picking.

En la mayoría de automatización de picking, las personas aún seleccionan y retiran productos de las estanterías. El trabajador escanea el código de barras del producto y lo pone en un contenedor en el AMR. El escáner de código de barras a menudo está integrado en el AMR. El AMR hace el viaje por el almacén. Este tipo de solución puede resultar en un doblamiento de productividad o incluso más.

Robots que pueden hacer el picking también están disponibles para algunos casos de uso. Tales robots necesitan sistemas de visión avanzados y pinzas.

Robots paletizadores

Los robots paletizadores automatizan el proceso de cargar cajas en un pallet. El robot optimiza el apilado para maximizar el número de cajas que caben. El pallet puede ser envuelto en film para envío.

Fabricación de cajas, etiquetado y clasificación

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

Casos de uso emergentes para Almacenes: Drones aéreos y Robots de entrega

Los almacenes están empezando a usar drones aéreos para hacer inventario.

Cuando se hace manualmente, el proceso de inventario involucra a personas subiendo a escaleras. Tienen que mirar dentro de cajas para contar el número de artículos. Consume tiempo, es lento y tedioso.

La mayoría de almacenes tienen el objetivo de hacer inventario dos veces al año, y muchos no logran hacerlo.

Los drones pueden volar por los pasillos, leyendo códigos de barras y contando artículos. Cuando sus baterías empiezan a bajar, los drones vuelan a un área de anidación y recargan. Con tales robots aéreos, el inventario puede tomarse cada dos semanas, ahorrando enormes cantidades de tiempo y dinero.

Los robots de entrega están en las primeras etapas de implementación. Hay proyectos piloto para entregar comida rápida y comestibles. Amazon y otras empresas de comercio electrónico quieren hacer entregas usando drones aéreos. Potencialmente millones de diferentes tipos de artículos podrían entregarse de esta forma. Parece que la tecnología está lista, pero hay obstáculos regulatorios que superar.

Envase de Alimentos/Comestibles

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La capacidad de envasar frutas y verduras robóticamente está en etapa comercial. Las soluciones robóticas pueden recoger y colocar productos. Los robots también pueden empacar los productos para envío.

Se necesita una pinza robótica que sea lo suficientemente firme para sostener el producto y sin embargo lo suficientemente suave para no dañarlo. La tecnología de agarre se combina con visión por computadora asistida por IA. El envasado de productos de alto volumen está disponible comercialmente y es bastante rentable.

Cada vez más gente quiere comprar comestibles en línea. A algunos clientes les gusta la opción de recoger sus comestibles de la tienda. Otros prefieren que se los entreguen. Esto ha puesto una enorme carga en las tiendas de comestibles. Las tiendas han tenido que dedicar personas a recoger pedidos de clientes. Y los pedidos deben empaquetarse en bolsas o cajas. Las personas luego los ponen para recoger. O alguien conduce a la ubicación del cliente para entregar.

Casos de uso emergentes para Envase de Alimentos y Comestibles

Los proveedores de robótica han creado sistemas para ayudar a las tiendas de comestibles con todas estas tareas. Los Sistemas Automatizados de Almacenamiento y Recuperación (AS/RS) pueden ajustarse en la parte trasera de una tienda de comestibles. El AS/RS presenta los productos a una estación de picking robótica, que puede cargar los productos en bolsas o cajas.

Para entrega al cliente, se han creado vehículos autónomos. Están en varias etapas de prueba. Algunas áreas geográficas están conduciendo proyectos piloto.

Farmacéutica

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Los robots están bien establecidos en la industria farmacéutica. Aquí hay algunas de las formas en que los robots se usan en este sector.

Aplicaciones estándar

Blísteres

Los robots Delta o SCARA pueden colocar comprimidos en blísteres. Estos robots son rápidos y precisos manipulando artículos ligeros. El etiquetado de frascos de pastillas o medicamentos líquidos a menudo se hace robóticamente.

Pipeteo

Las empresas farmacéuticas necesitan dispensar cantidades precisas de líquido en viales de prueba. Los viales deben alimentarse en equipamiento de prueba como un cromatógrafo líquido. Esta es una buena aplicación para robótica. Los robots de pipeteo se usan comúnmente en la industria farmacéutica.

Pick-and-place

El contacto humano con fármacos puede causar contaminación. Las empresas farmacéuticas naturalmente quieren minimizar la posibilidad de que esto ocurra. Los robots son útiles solo por esta razón. Un ejemplo es el envasado de jeringas médicas. Las jeringas deben recogerse de una línea transportadora y colocarse en un contenedor. Cuando una persona hace esto, hay riesgo de contaminación y lesión. Hacer que los robots realicen esta función resultó desafiante porque las jeringas son transparentes. La transparencia plantea dificultades para el sistema de visión por computadora. Este desafío se superó. El resultado es un proceso robótico que garantiza alta calidad y consistencia.

Caso de uso emergente para Farmacéutica – Asistiendo a farmacéuticos

Asistir a farmacéuticos es un caso de uso relativamente nuevo para robots. Son ideales para tareas serviles como contar pastillas. Las recetas se introducen en el sistema informático de la farmacia. El software puede determinar el tamaño correcto de contenedor necesario. Puede encontrar el fármaco apropiado, y un brazo robótico puede dispensar las pastillas en el contenedor. El robot también puede aplicar una etiqueta apropiada y colocar el contenedor etiquetado en una cinta transportadora.

Cómo encontrar la solución robótica adecuada para su industria

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