Muchos productos que usamos a diario están compuestos por componentes pequeños. Estos productos requieren ensamblaje para funcionar. Tradicionalmente, este proceso requería mano de obra humana. Los avances en la tecnología robótica hacen que los robots de ensamblaje sean una opción para los fabricantes que buscan optimizar sus líneas de producción.

Para los fabricantes que se inician en la automatización, un reto importante 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 puede obtener beneficios 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. Estos robots pueden encargarse del ensamblaje de pequeños componentes de placas de circuito impreso y de estructuras de vehículos pesados. A continuación, se presentan algunos ejemplos de industrias que utilizan robots de ensamblaje en la actualidad:

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

Estos son solo algunos ejemplos. Cualquier fabricante que ensamble componentes podría utilizar 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 el proceso de automatización, la pregunta de cuándo hacerlo puede resultar un desafío. Los proyectos de inversión siempre conllevan riesgos. Comprender cuándo es el momento adecuado para automatizar puede brindar mayor seguridad al emprender un proyecto de robótica. Las empresas suelen implementar la automatización de ensamblajes en los siguientes escenarios:

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

Rendimiento

Los robots suelen superar fácilmente la productividad humana. Las tareas de ensamblaje no son una excepción. Los fabricantes que ensamblan productos a menudo tienen cuotas de producción elevadas. Los robots de ensamblaje son una forma de lograr un mayor volumen de producción. Los fabricantes suelen enfrentarse a cuellos de botella. Esto ocurre cuando una parte específica del proceso ralentiza la productividad general. Un ejemplo de esto se puede encontrar en una planta embotelladora. En una línea de producción, se debe llenar, tapar y etiquetar una botella. Supongamos que el proceso de tapado es manual y actualmente solo alcanza las 45 piezas por minuto (PPM). Sin embargo, el resto de la línea podría alcanzar las 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 es que 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 suponen un riesgo. El ensamblaje de placas de circuito impreso es un buen ejemplo de los riesgos de seguridad que conllevan las piezas pequeñas. Las lesiones ergonómicas más comunes incluyen:

• Fatiga ocular
• Distensión muscular
• Inhalación de humos
• Pinzamientos

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

Reducción de costos

Las líneas de ensamblaje conllevan numerosos costos asociados. El principal es el de la mano de obra. Si bien este puede variar según el país, siempre representa un factor importante en el costo de los productos. También existen costos de materia prima, así como algunos costos ocultos. Estos últimos incluyen costos de capacitación, reducción de la producción por ausencias y, en algunos casos, costos de atención médica. Las líneas de ensamblaje totalmente automatizadas eliminan la mano de obra y los costos ocultos, ya que los robots no requieren salarios ni beneficios. Esto resulta 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 tiene un alto costo inicial y ciertos 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 (ROI) neto en 12 a 18 meses. Esto es especialmente cierto 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 ROI. Es importante que hable sobre estas inquietudes con su integrador para comprender los riesgos.

Calidad de producción constante

Los sistemas automatizados son más repetibles en sus movimientos que las personas. Su alto 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 pueden destacar. Esta característica les permite fabricar productos más consistentes, lo que se traduce en menos fallos y menos productos que no superen 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 realizar ensamblajes. 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 las personas.

Las aplicaciones con cargas pesadas o de gran alcance suelen ser difíciles para la mayoría de los robots. Variantes como Delta y SCARA suelen ser robots más pequeños y menos potentes, por lo que se adaptan mejor a aplicaciones de menor tamaño. Es fundamental comprender la carga útil 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 se encuentran sin duda entre los más rápidos. Un robot delta es un ejemplo perfecto. Gracias a su construcción, pueden alcanzar velocidades muy altas. Además, responden con gran rapidez a los cambios de dirección. Son ideales para aplicaciones de alta velocidad con cargas bajas. Un cobot no sería una buena opción para una aplicación muy rápida, 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 la integración con equipos existentes. Esto implica más hardware y mano de obra para integrar el sistema. Los rangos de precios varían según la marca. Los costos varían aún más entre los diferentes tipos de robots. Además, los costos aumentan a medida que se incrementa el tamaño del robot. Las tareas de ensamblaje de gran tamaño requieren equipos más grandes y costosos. A menudo se olvida el equipo de seguridad adicional al estimar los 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 de luz
• escáneres de seguridad
• Relés de seguridad y enclavamientos
• PLC de seguridad dedicados