Equipos de automatización personalizados:cómo la robótica está transformando la fabricación

Equipos de automatización personalizados:cómo la robótica está transformando la fabricación

La automatización y la robótica son relativamente nuevas en la historia humana, pero se han convertido en partes integrales de nuestra operación diaria. Desde puertas automáticas hasta robótica quirúrgica, estas tecnologías inundan casi todas las industrias. Los equipos de automatización son particularmente emocionantes para la industria manufacturera, con sistemas más nuevos que ofrecen soluciones de automatización más completas. Para comprender el entusiasmo que rodea al futuro de la robótica en la fabricación, debe comprender qué significa la automatización industrial, cómo se desarrolló y qué ofrece a la fabricación moderna.

¿Qué es la automatización industrial?

D.S. Harder, un gerente de ingeniería de Ford Motor Company, acuñó la palabra "automatización" en 1946 para describir las máquinas que completaban tareas que antes realizaban los humanos en la línea de producción de automóviles. El término ha evolucionado ligeramente con el tiempo para referirse a una tecnología que realiza procesos específicos y predeterminados en respuesta a la retroalimentación sin intervención humana. La automatización a menudo se confunde con la mecanización, que se refiere a la sustitución del trabajo humano por máquinas, aunque la automatización suele acompañar a la mecanización.

En la industria manufacturera, la automatización industrial se refiere al uso de sistemas de control basados ​​en computadoras o robots que completan los procesos en un entorno de fabricación. Los sistemas de fabricación automatizados operan dentro de las fábricas y completan operaciones que incluyen el manejo, procesamiento, ensamblaje e inspección de materiales. Estos deberes se explican brevemente a continuación:

• Manejo de materiales: Estas tareas son relativamente simples e involucran un robot que mueve material de un lugar a otro. Esto podría incluir carga y descarga de máquinas, transferencia de cinta transportadora, disposición de materiales y más.
• Procesamiento: Como sugiere el nombre, esta tarea implica que un robot realice un proceso predeterminado para modificar una pieza, generalmente utilizando una herramienta. Esto puede incluir tareas como soldadura, pintura en aerosol, esmerilado o pulido.
• Montaje: El ensamblaje es la disposición y fijación de partes para completar un producto completo. Los robots se utilizan cada vez más en el proceso de ensamblaje para reducir el trabajo humano y mejorar la velocidad de producción.
• Inspección:  La inspección es la evaluación visual de un producto completo para determinar si cumple con las especificaciones. Los robots se utilizan cada vez más en esta capacidad, utilizando sensores para comparar la pieza con las especificaciones de forma más rápida y exhaustiva que un ser humano.

La conclusión de la automatización robótica en la fabricación es que cubre una amplia gama de tareas con una intervención humana reducida. Cuanto más avanzado sea el sistema de robot industrial, menor será la participación humana involucrada en ese sistema.

Una breve historia de la automatización

La idea de los dispositivos automáticos ha existido durante siglos. La primera descripción conocida de un mecanismo automático fue creada por el ingeniero griego Garza de Alejandría en el siglo I a. C., quien creó una idea para abrir puertas automáticamente usando un sistema impulsado por vapor. Aunque este diseño nunca ganó fuerza, Khalif of Baghdad incluyó esta idea y otras en su compilación del siglo IX llamada "La ciencia de los mecanismos ingeniosos". Este texto fue utilizado por el mundo árabe para explorar las posibilidades de automatización a lo largo de los siglos siguientes, aunque se perdió mucho progreso en la Edad Media.

El Renacimiento vio un interés renovado en la automatización, y el texto de Khalif sirvió como base para la exploración de este tema. El libro inspiró a muchos científicos y líderes intelectuales del Renacimiento, incluido Leonardo da Vinci, a comprometerse con estas ideas, que culminaron con la creación de autómatas por artesanos suizos en el siglo XVIII. Aunque estos autómatas eran meros muñecos en movimiento que servían principalmente como fuentes de entretenimiento y atractivo estético, fueron el primer peldaño hacia la automatización moderna.

Las ideas de da Vinci y otros científicos del Renacimiento inspiraron aún más a los inventores de la Revolución Industrial. Estos inventores respondieron a la creciente demanda de producción recurriendo a la maquinaria y explorando las posibilidades de la automatización. El más notable de estos inventores fue Nikola Tesla, quien inventó muchos modelos robóticos, incluido un bote robótico. Sin embargo, estas ideas no llegaron a buen término en un entorno industrial hasta el siglo XX.

La historia moderna de los robots automatizados en la fabricación

La primera exploración de robots en el siglo XX fue en las artes. Una obra de teatro llamada "Robots universales de Rossum" se estrenó en Praga en 1921, presentando robots que completaron el trabajo humano y luego se rebelaron y destruyeron la tierra. La obra creó un miedo a los robots que ha persistido. Sin embargo, esto no impidió que otros retomaran y exploraran más la idea. El más famoso es que Isaac Asimov escribió extensamente sobre las implicaciones potenciales del uso generalizado de la robótica, desarrollando las leyes fundamentales de la robótica que todavía se usan en la actualidad. De hecho, el trabajo de Asimov inspiró a los inventores que desarrollaron los primeros robots industriales automatizados.

George Charles Devol inventó el primer robot industrial en 1954 y luego se asoció con el fanático de Asimov y empresario Joseph F. Engelberger para crear la empresa de robótica Unimation. El robot que crearon, el Unimate, era un simple robot de un solo brazo. Se instaló por primera vez en la fábrica de General Motor en Trenton en 1961 para servir como máquina de fundición a presión. A partir de ahí, el brazo robótico ganó tracción en múltiples industrias, realizando procesamiento y manejo de materiales básicos.

Los brazos robóticos industriales continuaron evolucionando durante los años 60 y 70, avanzando con nuevas tecnologías como la computadora y el circuito integrado. Estos robots pudieron reemplazar a los humanos en tareas pesadas, peligrosas o monótonas y, a fines de la década de 1970, la exploración y la inversión en robótica se dispararon. La década de 1980 vio una desaceleración significativa en la adopción de la robótica, principalmente debido a cuotas inadecuadas, errores de fabricación y otros problemas que causaron daños a varias fábricas. Eventualmente, el uso de la robótica se reanudó, y la invención e integración de sensores ha ayudado a la robótica a lograr un uso generalizado en el siglo XXI.

Ventajas y desventajas de la automatización industrial

La automatización se ha adoptado en muchos entornos industriales, y no es difícil ver por qué. Las soluciones de automatización ofrecen a las empresas de fabricación una amplia gama de ventajas. Algunas de estas ventajas se explican con más detalle a continuación.

1. Mayor productividad

Incluso los trabajadores más productivos tienen sus límites, y los empleados necesitan tiempo para dormir, celebrar las fiestas y pasar tiempo con sus familias. No se puede decir lo mismo de un robot. Mientras que las fábricas necesitan tres turnos para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana con empleados humanos, los robots pueden lograr lo mismo sin descanso ni cambios de turno. Además, los robots pueden mantener un alto nivel de velocidad y precisión ya que no se cansan ni pierden la atención durante el día. Estos factores hacen que una empresa pueda lograr mejoras significativas en la productividad mediante la implementación de soluciones de automatización industrial en sus procesos de fabricación.

2. Plazos de entrega más cortos

La automatización ayuda a reducir la cantidad de tiempo entre que un cliente hace un pedido y se le entrega el producto. En lugar de esperar a que los trabajadores humanos completen el proceso de principio a fin, la maquinaria automatizada puede completar las mismas tareas en menos tiempo. Esto permite a las empresas superar a los competidores.

3. Mayor calidad

El error humano es siempre un problema cuando se emplean trabajadores humanos. Los humanos tienen una precisión limitada y pueden fatigarse y perder la atención a lo largo del día, lo que reduce su capacidad para mantener un alto nivel de precisión. Los robots no se encuentran con el mismo problema. Al automatizar los procesos, las empresas pueden lograr un mayor nivel de precisión y uniformidad en su producción, lo que da como resultado una mejor calidad general del producto.

4. Desperdicio reducido

Una mayor precisión da como resultado menos errores y menos errores significan menos desechos. Cuando un trabajador humano comete un error, esto puede dar lugar a que se deseche una pieza o se desperdicie material. Los equipos robóticos automatizados no cometerán este tipo de errores, lo que generará menos desperdicio. Esto también ayuda a reducir los costos de materiales para las empresas que utilizan equipos automatizados.

5. Mayor flexibilidad

Cuando se cambia un proceso en la línea de ensamblaje, los humanos pueden requerir una capacitación significativa para realizar el cambio. Incluso si los trabajadores se apresuran a adoptar el nuevo proceso, la capacitación puede tomar horas del día, lo que resulta en una pérdida de productividad. Los robots, por otro lado, solo requieren un cambio en la programación para alterar sus procesos. Como resultado, la automatización hace que el proceso de fabricación sea significativamente más flexible y adaptable al cambio.

6. Mayor precisión de la información

La robótica moderna y los equipos de control han comenzado a implementar la recopilación de datos automatizada en sus procesos esenciales. Este tipo de datos permite a los fabricantes recopilar información clave de producción que puede ayudar a mantener y mejorar los procesos de manera significativa. El monitoreo de datos de este tipo puede ayudar a identificar cuándo una máquina tiene dificultades y puede necesitar mantenimiento. También puede ayudar a identificar cuellos de botella en el proceso de fabricación. En resumen, la recopilación de datos proporciona hechos a los responsables de la toma de decisiones, lo que les permite tomar decisiones informadas sobre sus procesos.

7. Seguridad mejorada

Por lo general, la automatización industrial se usa para realizar trabajos que son repetitivos, peligrosos o que involucran herramientas peligrosas o incómodas. Todos estos factores aumentan el peligro para los trabajadores. Las tareas repetitivas pueden aburrir al trabajador y hacer que pierda la atención y pase por alto un paso de seguridad crucial, mientras que es más probable que las herramientas pesadas e incómodas se caigan o se maltraten y provoquen lesiones. La automatización industrial se hace cargo de este tipo de tareas, haciendo que la línea de producción sea más segura para los empleados. Esto es especialmente importante debido a la Ley de Salud y Seguridad Ocupacional de los Estados Unidos de 1970 (OSHA), que hace de la seguridad de los trabajadores una de las principales preocupaciones de cualquier empresa. De hecho, OSHA es uno de los principales impulsores de la adopción de la automatización en entornos industriales.

8. Costos laborales reducidos

El trabajo humano es costoso:entre la capacitación de los empleados, la atención médica, la compensación laboral, las bonificaciones, la cobertura de pensiones, las licencias pagadas y las vacaciones, los empleados pueden costar a las empresas cantidades significativas de dinero. Si bien siempre será necesario invertir en personal de calidad, las empresas pueden estar facultadas para reducir o redistribuir los costos laborales a través de la automatización. La automatización maneja todas las tareas repetitivas que requieren mucho tiempo de manera efectiva y eficiente, lo que reduce la necesidad de que los humanos asuman estas tareas. Como resultado, la empresa puede necesitar menos empleados o estar facultada para redistribuir empleados a otras ubicaciones o especialidades dentro de la empresa.

9. Escasez de mano de obra mitigada

Las vacaciones, las enfermedades o la escasez de mano de obra por causas económicas son un grave problema para muchas empresas que dependen de la mano de obra humana en sus fábricas. Los robots, sin embargo, nunca pueden enfermarse y nunca optarán por abandonar su empresa. Esto significa que la disponibilidad de mano de obra es más constante para las empresas que utilizan maquinaria automatizada.

10. Costos operativos más bajos

Las ventajas anteriores se combinan para dar como resultado mejores ganancias y menores costos operativos para las empresas que utilizan la automatización. La reducción de los costos de mano de obra humana y materiales reduce los gastos generales involucrados en la producción, mientras que la calidad mejorada del producto y los números de producción significan que se producen y venden más productos de calidad. Incluso cuando se considera el mantenimiento regular requerido para la maquinaria automatizada personalizada, palidece en comparación con los ahorros de costos y las mejoras en las ganancias que ofrece la maquinaria automatizada.

Estas ventajas hacen que las soluciones de automatización en la fabricación sean una opción muy deseable. Sin embargo, si bien estas ventajas son impresionantes, otros factores pueden considerarse inconvenientes:

1. Primero está la inversión inicial asociada con la implementación de la automatización:el equipo de automatización robótica es extremadamente costoso por sí mismo, pero los costos aumentan a medida que se incluyen los gastos de personalización e instalación.
2. En segundo lugar, las empresas deben invertir tiempo y dinero en capacitar a los empleados sobre cómo usar este nuevo equipo correctamente.
3. Finalmente, el desplazamiento de los trabajadores es un factor discutido por muchos cuando se trata de la automatización:mientras que los trabajadores a menudo son reentrenados y ubicados en entornos de trabajo más seguros, perder el trabajo por culpa de una máquina puede causar estrés emocional, especialmente si puede resultar en una reubicación geográfica. .

El futuro de la robótica en la fabricación

Incluso cuando los robots industriales desempeñan funciones esenciales en la fabricación moderna, la tecnología involucrada continúa avanzando. Por ejemplo, se espera que la inteligencia artificial sea la próxima tecnología revolucionaria para mejorar las capacidades de los robots industriales, permitiéndoles aprender, razonar, resolver problemas e incluso comprender el lenguaje. La inteligencia artificial de esta naturaleza podría permitir que los robots de fabricación se comuniquen y acepten instrucciones de alto nivel e incluso acepten órdenes verbales.

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La automatización es el camino del mundo moderno, especialmente en la industria manufacturera. Las numerosas ventajas que ofrece la maquinaria automatizada lo convierten en un paso lógico para muchas empresas de fabricación, y muchas empresas con automatización existente eligen explorar opciones avanzadas para mantenerse al día con la competencia. Sin embargo, la clave para una integración de automatización exitosa para las empresas es una solución personalizada. Si su empresa está interesada en equipos de automatización personalizados para la fabricación, RG Group puede ayudar.

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