Cómo los cobots impulsan productividad, seguridad y ahorro de costos en talleres de mecanizado CNC

¿Qué es un cobot y por qué los talleres de mecanizado CNC deberían considerarlos? Conozca los beneficios y aplicaciones de los cobots para mecanizado CNC.

Haga clic en el video para escuchar la información de este blog. O puede leer la misma información debajo del video.

¿Qué es un cobot?

Los robots colaborativos, o "cobots", crecen en popularidad en entornos de manufactura e industriales, particularmente en talleres de maquinado. A diferencia de los robots tradicionales, los cobots trabajan seguros alrededor de personas y no necesitan encerrarse detrás de barreras o vallas de seguridad. Gracias a sus características de seguridad integradas, los cobots trabajan colaborativamente con sus contrapartes humanas, asistiendo en tareas y asumiendo el trabajo repetitivo, mundano y aburrido. En talleres de maquinado, los cobots cuidan máquinas todo el día y la noche. Mantienen el "husillo girando" cargando y descargando piezas consistentemente sin pausas, aumentando el rendimiento y reduciendo el tiempo muerto de máquinas.

Los cobots son muy diferentes de los robots industriales tradicionales asociados con grandes fábricas y líneas de ensamblaje. Son más pequeños, menos costosos y más flexibles. Los cobots difieren de los robots tradicionales en lo siguiente:

• Seguridad. Los cobots no requieren vallas de seguridad ni otras barreras y pueden compartir espacios de trabajo con humanos. Tienen características de seguridad integradas que los hacen reducir velocidad o detenerse completamente si un humano entra en su área de trabajo.
• Flexibilidad. Los brazos de los cobots tienen flexibilidad para manejar diversas tareas. No se limitan a una sola operación y pueden reasignarse según necesidad. Los cobots pueden rodar entre diferentes máquinas en la planta y cuidar dos máquinas a la vez.
• Facilidad de uso. Los cobots son más fáciles de programar que los robots tradicionales. La última generación, como el OB7 de Productive Robotics, no requiere programación alguna y puede ser "enseñado" tareas mostrándoles físicamente qué hacer.

Los cobots varían en tamaño y especificaciones para manejar una amplia gama de piezas. Los talleres pueden elegir el cobot más adecuado según sus tamaños de pieza y entorno de celda de máquina.

Carga útil y alcance

Carga útil (payload). Es el peso que el brazo del robot puede levantar. Los cobots tienen un rango de pesos máximos. Alcance. Es la distancia que el brazo del robot puede alcanzar. Si quiere cuidar dos máquinas, por ejemplo, necesitará un brazo con mayor alcance para acomodar ambas.

Brazo articulado y articulaciones

Los brazos de los cobots proporcionan flexibilidad para cuidar máquinas CNC y manejar amplia gama de tareas industriales. Con siete ejes de movimiento, el cobot OB7 tiene una ventaja única en entornos de cuidado de máquinas CNC. Puede alcanzar alrededor de la máquina CNC y cargar piezas sin bloquear el acceso del operador, lo que no es posible con un cobot de seis ejes. Además, el movimiento de siete ejes del OB7 le permite alcanzar alrededor de obstáculos y encajar en espacios más reducidos.

Robots colaborativos trabajando con operadores de máquinas

Los cobots son cada vez más populares en talleres porque son ideales para tareas de cuidado de máquinas. Al igual que un humano, los cobots cargan y descargan máquinas, pero no toman pausas, no se enferman ni se van de vacaciones. Los cobots asumen las tareas tediosas, repetitivas y propensas a error que los trabajadores encuentran monótonas, o que contribuyen a cuellos de botella. Al asumir el proceso de cuidado de máquinas, los cobots maximizan la utilización del husillo y liberan operadores para tareas más valiosas.

Los cobots ofrecen simplicidad y valor en manufactura

Muchos cobots ofrecen "programación fácil" pero aún requieren un lenguaje de programación difícil para quienes no tienen experiencia. Cobots como el OB7 de Productive Robotics no requieren programación alguna, facilitando la vida a operadores de máquinas. Simplemente "muestran" qué hacer y el cobot aprende. Puede tomar unas horas configurar una celda de cuidado de máquinas y comenzar a automatizar el mismo día.

Entonces, ¿qué hace exactamente un cobot cuando cuida una máquina? Los cobots manejan las tareas "repetitivas" que un operador normalmente hace, tales como:

• Abrir y cerrar la puerta de una máquina
• Cargar y descargar piezas en bruto o terminadas
• Poner en escena material para procesamiento o inspección
• Registrar datos pertinentes
• Desbarbar, pulir, rectificar

Ya sea que ejecute miles de piezas o tan solo 5, un cobot mantiene sus máquinas funcionando consistentemente hasta terminar el trabajo. Los operadores pueden entonces enfocarse en otras tareas como inspección de calidad post-CNC o configuración de nuevos trabajos. Los cobots no necesitan pausa y pueden trabajar "lights out", generando virutas después de que usted se va a casa.

Compatibilidad de máquinas y configuración

Los cobots pueden cuidar todo tipo de máquinas, incluyendo fresadoras, tornos, prensas, EDM, cortadoras por plasma, rectificadoras y prensas. Los cobots de próxima generación como el OB7 de Productive Robotics pueden trabajar con cualquier marca de máquina sin interconectarse a ella, haciendo el proceso de configuración simple y rápido. Los cobots OB7 también tienen 7 ejes o grados de libertad (como un brazo humano) que brindan una ventaja clave para talleres:

• Flexibilidad para alcanzar alrededor de puertas y dentro de máquinas: Un cobot como el OB7 con 7 ejes brinda un beneficio único para el cuidado de máquinas. Puede colocarse al lado de la puerta y alcanzar alrededor y dentro para cargar la pieza sin bloquear el acceso del operador. Esto se debe a la flexibilidad y destreza extra del 7º eje, imposible con un cobot de 6 ejes.

Muchos cobots vienen con soportes rodantes, permitiendo mover el cobot y posicionarlo frente a una fresadora CNC, torno u otra máquina para cargar piezas en bruto y descargar terminadas. El material se pone en escena en una mesa de trabajo para que el robot lo recoja y cargue. Muchos talleres usan sus propios equipos para crear tooling, fijación y tooling de extremo de brazo personalizados.

Productive Robotics ofrece paquetes para fresadoras y tornos que incluyen todos los accesorios del robot necesarios para trabajar con sus máquinas. Esta solución simple elimina la necesidad de integración compleja y funciona con todo tipo de máquinas.

Grandes series o alta mezcla/bajo volumen

Es fácil entender el valor que los cobots aportan a operaciones CNC para trabajos de alto volumen. Los cobots mantienen el husillo girando sin pausas y pueden incluso operar sin supervisión noches y fines de semana para capacidades de manufactura "lights out". Pero, ¿qué pasa si no tiene grandes series o hace trabajo personalizado? ¿Puede beneficiarse igualmente? La respuesta es sí.

Los cobots brillan en entornos de alta mezcla/bajo volumen (HMLV) también, y muchos talleres pequeños y medianos los usan a su favor. Un gran beneficio es su flexibilidad y capacidad para moverse entre diferentes máquinas. Por ejemplo, si está corriendo un trabajo de 10 piezas con tiempo de ciclo largo, el cobot puede completar ese trabajo y liberar a su operador hasta que termine. Luego puede usar el robot en un trabajo diferente en minutos.

Los cobots también reducen tiempo muerto de máquinas trabajando en segundas operaciones con ciclos más largos. Su huella pequeña y flexibilidad los hacen tan útiles en entornos HMLV como en entornos de baja mezcla/alto volumen (LMHV).

Carga de máquinas CNC con cobots

Los cobots pueden equiparse con una gama de grippers adecuados para recoger todo tipo de materiales, desde metales, compuestos, polímeros de alta densidad, hasta materiales en lámina.

Opciones de tooling

Tooling de extremo de brazo o grippers son los "dedos" que el robot usa para recoger piezas. Pueden ser eléctricos, neumáticos o hechos a medida para manejar diversos ítems y materiales de pieza. Hay opciones para recoger piezas de diferentes tamaños. También pueden manejar materiales delicados y piezas pequeñas.

Grippers duales

Un gripper dual es otra opción que ahorra tiempo permitiendo usar dos grippers en uno. Con un gripper dual, puede descargar una pieza terminada y recargar inmediatamente una nueva, eliminando el viaje extra hacia y desde la máquina. Es ideal para cuidar un torno y permite reducir el tiempo de espera durante la recarga, lo que puede reducir significativamente el tiempo de ciclo.

Productive Robotics fabrica sus propios grippers y grippers duales para cobots. Además, todos los cobots de Productive Robotics son compatibles con otras opciones de tooling de extremo de brazo en el mercado.

Los 4 principales beneficios de los cobots para máquinas CNC

El cuidado robótico de máquinas brinda muchas ventajas para talleres de todos los tamaños, incluyendo producción lights-out, mejor calidad de pieza y productividad del operador. A continuación, algunos beneficios clave:

1. Aumentando la productividad de máquinas CNC

Rendimiento y optimización del tiempo de máquina

Cuando los talleres piensan en productividad, piensan en rendimiento. En un turno típico de 8 horas, una persona puede correr un trabajo de 20 piezas que toma todo el turno. Se distrae o tiene múltiples responsabilidades que desvían su foco, dejando la máquina inactiva. Con un cobot, el tiempo muerto de máquina se elimina y las máquinas corren a máxima capacidad. Trabajando consistentemente sin supervisión, los cobots maximizan el rendimiento mientras aumentan la productividad.

Calidad, precisión y consistencia

La calidad de pieza mejorada es prioridad para talleres. Los cobots completan tareas consistentemente con precisión y exactitud, minimizando defectos por carga incorrecta de piezas en bruto causada por fatiga o distracción del operador. Aumentan tanto la calidad de pieza como la productividad del operador.

Reducción de tareas manuales repetitivas

Los dueños de negocio entienden que el tiempo de un operador se gasta mejor en trabajo que requiere habilidad y experiencia humana. Al dejar que los cobots asuman tareas redundantes, repetitivas y abrumadoras, los operadores pueden hacer trabajo más desafiante, interesante y variado.

2. Los cobots pueden cambiar a nuevos procesos con facilidad

Con mayor flexibilidad y portabilidad, los cobots se integran sin problemas en estaciones de trabajo existentes. La nueva generación de robots colaborativos hace simple para personal interno configurar y rodar el cobot entre diferentes máquinas.

Despliegue rápido y fácil del cobot

El personal interno puede configurar un cobot OB7 de Productive Robotics en unas horas —sin integrador externo necesario. Simplemente conéctelo, muévalo a posición y "enséñele" los movimientos necesarios.

Programación fácil

La mayoría de robots colaborativos se programan con programación tradicional. Otros ofrecen "programación fácil" o codificación simple. Los cobots OB7 son la última generación y no requieren programación ni codificación alguna. Son "enseñados" sus tareas mientras usted les muestra cada paso. Aunque simples por diseño, son altamente intuitivos y manejan trabajos complejos de mecanizado CNC con precisión y calidad.

Enseñabilidad (Teachability)

Si puede enseñar a un humano a cargar una máquina CNC, puede enseñar a un cobot OB7 a hacerlo también. "Enseñar" requiere mover físicamente el brazo del cobot usando el mango de control. No se requieren habilidades de codificación o programación. Este tipo de enseñanza simple facilita la operación a cualquiera, sin importar su nivel de experiencia.

3. Seguridad y automatización flexible

Robots CNC protegen trabajadores y ahorran espacio

Seguridad integrada. Los cobots están diseñados con seguridad en mente. Incluyen funciones de limitación de potencia y fuerza que indican al robot detenerse o reducir velocidad si una persona se acerca. Estas características reducen lesiones y minimizan riesgo. Los cobots también pueden correr a velocidades mayores y cambiar a velocidades colaborativas seguras cuando un humano entra en su área.

Huella compacta. Ligeros, flexibles y pequeños, los cobots no ocupan mucho espacio. Son lo bastante compactos para encajar en plantas y pueden montarse en mesa, carro, piso o techo. Cobots como el OB7 ofrecen flexibilidad extra de 7 ejes para alcanzar alrededor de objetos y entrar en espacios reducidos.

Portabilidad y flexibilidad. Muchos cobots vienen con soportes rodantes, permitiendo moverlos fácilmente entre máquinas. No hay necesidad de reingeniería compleja de equipos ni trabajo de integración que consume tiempo.

4. Costos menores

Los cobots son menos costosos que robots industriales tradicionales. No requieren equipos de seguridad costosos ni los altos costos de contratar un integrador de automatización. Los cobots de Productive Robotics son también los más rentables porque se diseñan y fabrican en EE. UU. Un paquete de cobot de Productive Robotics viene completo con todos los componentes necesarios para integrar un robot en su celda de mecanizado.

ROI y período de recuperación de la máquina

Al maximizar el tiempo de actividad o uptime de la máquina, un cobot brinda retorno de inversión rápido. La producción lights-out también abre la puerta a asumir más trabajo, aumentando el resultado final y ganando ventaja competitiva. Otros factores pueden impactar el ROI como costos de nómina y capacidad de escalar producción. Como cada negocio es único, siempre es mejor calcular su propio ROI para entender costos y ahorros.

Preguntas frecuentes sobre robots colaborativos

¿Cómo afectarán los cobots a mis empleados?

Cobots y humanos trabajan colaborativamente en un entorno compartido que mejora eficiencia y productividad. Al añadir un cobot a una estación, los empleados descubren rápidamente que les da más tiempo para las partes interesantes y desafiantes de su trabajo, o para aprender habilidades nuevas. Enseñar al cobot diferentes tareas y descubrir todos sus usos potenciales también lleva a la gente a idear formas nuevas e interesantes de usarlo para ayudar en otras tareas.

Los cobots están diseñados con la interacción humana en mente

Mejor ergonomía. Cuando un cobot hace el movimiento repetitivo (levantar, doblar, girar), la ergonomía mejora y la fatiga se reduce.

Seguridad física. Además de sensores que reducen velocidad o detienen el brazo al detectar una persona o extremidad, los cobots se fabrican con esquinas redondeadas y sin puntos de pellizco, manteniendo a los trabajadores seguros incluso cuando la máquina no se mueve.

¿Para qué tipos de manufactura son buenos los cobots?

Los cobots no se limitan al cuidado de máquinas CNC. Pueden hacer una amplia gama de tareas de manufactura que involucran movimientos repetibles y requieren precisión y exactitud. Tareas comunes que un cobot puede manejar incluyen:

• Torneado
• Fresado
• Desbarbado
• Corte láser y por plasma
• Taladrado
• Rectificado
• Ruteo
• Grabado

Otras tareas industriales comunes incluyen:

• Empaquetado
• Ensamblaje de productos
• Inspección de calidad
• Moldeo de plásticos
• Soldadura
• Dispensado
• Guiado

Cómo empezar con automatización de cobots para máquinas CNC

Aprenda más sobre cuidado de máquinas con cobots:

1. Descargue nuestro ebook gratis: Integración robótica para talleres de maquinado
2. Consulte nuestros recursos en video para ver más ejemplos de cobots en acción con máquinas CNC
3. Revise casos de estudio de talleres que ganan ventaja competitiva con cobots
4. Regístrese para uno de nuestros próximos webinars o eventos para ver el OB7 en acción

¿Interesado en una evaluación de aplicación? Contáctenos hoy para hablar con un experto en robots y obtener una demostración práctica. ¡Contáctenos hoy!