Muchos productos que usamos a diario están compuestos por piezas pequeñas. Para que estos productos funcionen, requieren ensamblaje. Tradicionalmente, este proceso requería mano de obra humana. Los avances en tecnología robótica hacen que los robots de ensamblaje sean una opción para los fabricantes que buscan optimizar sus líneas de producción.

Un desafío para los fabricantes que se inician en la automatización es comprender cuándo conviene automatizar. Además, suelen obtener grandes beneficios de su inversión en robótica. En este artículo, aprenderá cuándo conviene automatizar su proceso de ensamblaje, dónde podría obtener ese retorno y cómo empezar.

En este artículo:

• ¿Qué industrias utilizan robots de ensamblaje?
• ¿Cuándo automatizar el proceso de ensamblaje?
• Cómo decidir qué robot de ensamblaje utilizar
• Consideraciones de costos

¿Qué industrias utilizan robots de ensamblaje?

Los productos ensamblados están presentes en una amplia gama de industrias. Por ello, los robots de ensamblaje se utilizan en muchos sectores diferentes. Estos robots pueden encargarse del ensamblaje de pequeños componentes de circuitos impresos y de pesados ​​chasis de vehículos. A continuación, se presentan algunos ejemplos de industrias que utilizan robots de ensamblaje en la actualidad:

• Automotor
• Médico
• Electrónica
• Compañía metalúrgica
• Empresa de plásticos
• Empresa de alimentos y bebidas

Estos son solo algunos ejemplos. Cualquier fabricante que ensamble componentes podría potencialmente usar esta tecnología. Pero ¿qué ventajas ofrece el ensamblaje automatizado?

Ventajas de automatizar el proceso de ensamblaje

Las empresas suelen optar por automatizar el proceso de ensamblaje por varias razones:

• Mayor rendimiento
• Seguridad y ergonomía
• Mayor repetibilidad

¿Cuándo automatizar el proceso de ensamblaje?

Para las empresas que se inician en la automatización, determinar el momento adecuado puede resultar complejo. Los proyectos de inversión siempre conllevan riesgos. Comprender cuándo es conveniente automatizar puede brindar mayor seguridad al emprender un proyecto de robótica. Las empresas suelen optar por la automatización del ensamblaje en los siguientes escenarios:

• Requieren un mayor rendimiento.
• La tarea es peligrosa o puede provocar lesiones.
• Necesitan reducir los gastos generales
• Están experimentando una calidad de producción inconsistente.

Rendimiento

Los robots suelen superar con facilidad la productividad humana. Las tareas de ensamblaje no son una excepción. Los fabricantes que ensamblan productos a menudo tienen cuotas de producción elevadas que cumplir. Los robots de ensamblaje son una forma de lograr un mayor volumen de producción. Es común que los fabricantes se enfrenten a cuellos de botella. Esto ocurre cuando una parte específica de un proceso ralentiza la productividad general. Un ejemplo de esto se puede encontrar en una planta embotelladora. En una línea de producción determinada, se debe llenar, tapar y etiquetar una botella. Supongamos que el proceso de tapado es manual y actualmente solo puede producir 45 piezas por minuto (PPM). Sin embargo, el resto de la línea podría funcionar a 120 PPM. Automatizar el proceso de tapado permite aprovechar ese potencial adicional de la línea, lo que se traduce en mayores ingresos para la planta.

Seguridad

Una de las razones por las que las empresas automatizan sus procesos es porque las tareas de ensamblaje pueden provocar lesiones. Esto ocurre especialmente cuando los componentes son muy grandes o muy pequeños. Los componentes pesados ​​presentan riesgos de seguridad evidentes. Los operarios pueden lesionarse al manipular piezas grandes. Las piezas pequeñas también representan un riesgo. El ensamblaje de circuitos impresos (PCB) es un buen ejemplo de los riesgos de seguridad que presentan las piezas pequeñas. Algunas lesiones ergonómicas comunes son:

• fatiga visual
• distensión muscular
• Inhalación de humos
• Impactos

Los robots de ensamblaje eliminan el riesgo de lesiones para los operarios durante estas tareas. Se puede ahorrar dinero al evitar el tiempo de inactividad, los gastos médicos y las multas asociadas a los accidentes laborales.

Reducción de costes

Las líneas de montaje conllevan numerosos costes asociados. El principal es el de la mano de obra. Si bien este coste puede variar según el país, siempre representa un factor importante en el coste de los productos. También existen costes de materias primas, así como algunos costes ocultos. Estos últimos incluyen los costes de formación, la reducción de la producción por inactividad laboral y, en algunos casos, los costes sanitarios. Las líneas de montaje totalmente automatizadas eliminan los costes laborales y ocultos, ya que los robots no requieren salarios ni prestaciones. Esto se traduce en una línea de producción más eficiente y optimizada. Muchos fabricantes reasignan este capital humano a tareas más difíciles de automatizar, donde las personas pueden ser más productivas.

Un robot implica una alta inversión inicial y algunos costos de mantenimiento a lo largo de su vida útil. Sin embargo, en escenarios ideales, los proyectos de robótica pueden lograr un retorno de la inversión neto en 12 a 18 meses. Esto se cumple especialmente en proyectos de automatización estandarizados que cuentan con soluciones robóticas probadas. Los proyectos de automatización experimentales o complejos corren el riesgo de no alcanzar estos objetivos de retorno de la inversión. Es importante analizar estas inquietudes con su integrador para comprender el riesgo.

Calidad de producción constante

Los sistemas automatizados son más repetitivos en sus movimientos que las personas. Su alto nivel de rendimiento se debe a su programación. Los robots están diseñados para seguir un conjunto de instrucciones. Cuando las tareas son predecibles y repetitivas, los robots destacan. Esta característica les permite fabricar productos más uniformes, lo que se traduce en menos fallos y menos productos que no superan los controles de calidad.

Cómo decidir qué robot de ensamblaje utilizar

Las distintas tareas de ensamblaje tienen necesidades diferentes. Estos requisitos suelen determinar qué robot se selecciona. Afortunadamente, todos los tipos de robots son capaces de ensamblar. Sin embargo, no todos los robots pueden realizar todas las tareas de ensamblaje. Los factores clave que determinan qué robot debe utilizarse incluyen:

• Complejidad del ensamblaje
• Carga útil y alcance
• Velocidad

Los ensamblajes complejos que requieren flexibilidad son ideales para robots de seis ejes. Esto se debe a su excepcional rango de movimiento y su capacidad para alcanzar ángulos difíciles. Los robots colaborativos son un ejemplo de robot de seis ejes que puede desplegarse cerca de personas.

Las aplicaciones que requieren una gran capacidad de carga o un amplio alcance suelen ser difíciles para la mayoría de los robots. Las variantes como el Delta y el SCARA son robots más pequeños y menos potentes, por lo que se adaptan mejor a aplicaciones de menor envergadura. Es fundamental comprender la capacidad de carga y el alcance necesarios para completar la tarea, ya que los errores en este aspecto pueden resultar costosos.

La velocidad necesaria para completar la tarea es otro factor importante. Todos los robots tienen la capacidad de ser rápidos. Algunos tipos de robots, sin duda, se encuentran entre los más rápidos. Un robot delta es un ejemplo perfecto. Gracias a su diseño, pueden alcanzar velocidades muy altas. Además, responden con gran precisión a los cambios de dirección. Son ideales para aplicaciones de baja carga útil y alta velocidad. Un cobot no sería una buena opción para una aplicación que requiera mucha velocidad, ya que su velocidad suele estar limitada por motivos de seguridad.

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Consideraciones de costos

Finalmente, debe decidir si el precio es el adecuado. Los costos de los sistemas de robots de ensamblaje pueden variar ampliamente, desde los 10 000 USD hasta más de 100 000 USD. Los factores principales incluyen:

• Complejidad del proyecto
• Tipo, marca y tamaño del robot
• Requisitos de seguridad

Los proyectos más complejos siempre son más costosos. Pueden requerir varios robots, sistemas de visión o integración con equipos existentes. Esto implica más hardware y mano de obra para integrar el sistema. Los costos varían según la marca. Varían aún más entre los distintos tipos de robots. Además, los costos aumentan con el tamaño del robot. Las tareas de ensamblaje a gran escala requieren equipos más grandes y costosos. A menudo se olvida el equipo de seguridad adicional al estimar costos. Los robots pueden ser peligrosos para los humanos. Es necesario utilizar equipo de seguridad para proteger a los operadores de estos riesgos. Los costos de seguridad incluyen aspectos como:

• Jaulas de seguridad
• Cortinas ligeras
• escáneres de seguridad
• relés y enclavamientos de seguridad
• PLC de seguridad dedicados