¿Qué es un robot industrial? Definición y características
Las características de los robots industriales han evolucionado notablemente en los últimos años.
Para concretar qué es un robot industrial, conviene tener en cuenta los cambios desde su origen hasta hoy.
Los primeros robots fueron precisamente robots industriales entendidos como máquinas capaces de ejecutar algunos movimientos repetitivos y bastante estáticos.
Actualmente y según avanza la tecnología, es más complejo diferenciar qué es un robot industrial, qué es un robot de servicio y cómo acotar sus áreas de trabajo.
En el informe World Robotics 2021, se determina que la clasificación en robot industrial o robot de servicio se realiza en función de su aplicación prevista. Los robots industriales son robots "para su uso en aplicaciones de automatización industrial", mientras que un robot de servicio "realiza tareas útiles para las personas o los equipos, excluyendo las aplicaciones de automatización industrial".
La realidad es que dentro de la propia industria hay escenarios en los que robots y humanos tienen que compartir espacio y tareas y, por tanto, los robots industriales ya no están únicamente acotados en una zona de seguridad.
Cada vez con más frecuencia, encontramos robots de servicio por definición trabajando en aplicaciones industriales.
De hecho, en la llamada Industria 4.0, los robots colaborativos tienen un rol principal.
Hoy no estaríamos hablando de robótica colaborativa sin el desarrollo previo de los robots industriales y su recorrido hacia soluciones de automatización inteligente y basadas en la interacción con humanos.
Definición de robot industrial
Un robot industrial es aquel robot que ha sido desarrollado para automatizar tareas de producción intensivas como las que requiere una línea de montaje en constante movimiento. Al tratarse de robots grandes y pesados, se colocan en posiciones fijas dentro de una planta industrial y, en torno a ellos, giran el resto de tareas y procesos de los trabajadores.
Las características de los robots industriales, variarán según los fabricantes, las necesidades y el escenario en el que se vaya a localizar.
La definición de un robot industrial según la norma internacional ISO 8373:2012 es ‘un manipulador multifuncional, reprogramable y controlado automáticamente, programable en tres o más ejes que puede estar fijo en un área o móvil para su uso en aplicaciones de automatización industrial’.
Los robots industriales no suelen tener forma humanoide, aunque son capaces de reproducir movimientos y comportamientos humanos pero con la fuerza, precisión y rapidez de una máquina.
En la siguiente tabla extraída del informe World Robotics 2021 se aprecia la evolución y previsión de instalaciones, por año, de robots móviles.
A continuación algunas distinciones que suelen confundirse dentro del sector de la robótica industrial:
• Robot industrial y robot de servicio. La diferencia aquí está en función del criterio de aplicación. Tal y como leemos en el informe ‘World Robotics 2021’ de IFR: Los robots industriales son robots "para su uso en aplicaciones de automatización industrial" mientras que un robot de servicio "realiza tareas útiles para las personas o los equipos, excluyendo las aplicaciones de automatización industrial".
Según este mismo informe, el mercado de los robots de servicios profesionales creció en 2020 un 12%, pasando de un volumen de negocio de muestra de 6.000 millones de dólares a 6.700 millones de dólares. Además, la pandemia mundial creó nuevas oportunidades y una demanda adicional para algunas aplicaciones de robots de servicio, por ejemplo, aplicaciones de limpieza o desinfección u otras tareas en el sector sanitario como la teleasistencia, transporte de comida o suministros, tareas administrativas y logísticas, etc.
De hecho, cada vez es más frecuente la modificación de los componentes de los robots industriales para aplicaciones fuera del entorno de fabricación. La finalidad es la integración de sistemas de robots industriales en nuevos mercados, como el anterior ejemplo de robots en el sector sanitario.
• Robot industrial y robot móvil autónomo. Los robots móviles autónomos (AMR por sus siglas en inglés) se utilizan a menudo en entornos industriales, pero no cumplen la definición de robot industrial como tal: no tienen capacidad de manipulación ni tampoco tres ejes.
• Robot Móvil Autónomo (AMR) y Manipulador Móvil: El IFR clasifica a los AMR como robots de servicio aunque, como se comenta en el punto anterior, se utilizan a menudo en entornos industriales. Si la plataforma -AMR- está equipada con un brazo robótico, pasa a ser un manipulador móvil y se contaría por tanto, como un robot industrial.
Robotnik como empresa fabricante de sistemas de robótica móvil y como dice la clasificación anterior del IFR, es experto en el desarrollo de AMR y manipuladores móviles de servicio, comercializados frecuentemente en entornos industriales.
¿Dónde se usan los robots industriales?
Actualmente, no solo las grandes empresas tienen posibilidad de acceso a los robots industriales. Cada vez más pymes están experimentando un incremento en la rentabilidad y una reducción en los costes de producción gracias a la automatización de ciertos procesos.
Uno de los objetivos de la robótica industrial es optimizar las líneas de producción haciéndolas más ágiles y adaptables a las necesidades específicas de cada cliente.
Robotnik lleva 20 años especializada en el desarrollo de aplicaciones robóticas industriales basadas en plataformas y manipuladores móviles.
Principales áreas donde se integran robots industriales de Robotnik:
• Robótica en Logística: robots móviles autónomos para el transporte de materiales en distintas zonas y manipuladores móviles que amplían el área de trabajo de los brazos robóticos colaborativos estáticos. Algunas tareas logísticas donde se utilizan robots industriales son pick and place, metrología, embalaje, pulido, atornillado o perforación o paletización, entre otras.
• Robótica para Inspección y mantenimiento: integración de sistemas robóticos equipados con sensores o visión artificial, en tareas de inspección en zonas de difícil acceso o peligrosas para los operarios. Estos robots pueden funcionar de manera autónoma o bien ser controlados por un operador de forma remota.
¿Dónde se usa la robótica de servicio?
Independientemente de los entornos de fabricación propiamente industriales, el uso de la robótica móvil ha aumentado notablemente en distintos sectores:
• Seguridad y rescate: detección y evaluación de amenazas, recopilación y transmisión de información a tiempo real, transporte de mercancías… La robótica móvil autónoma tiene mucho que aportar en el área de seguridad, rescate y defensa.
• Aplicaciones de la robótica en la Agricultura: los AMR se utilizan cada vez más para recolección de frutas, identificación del estado de un cultivo, fumigación o selección para evitar el desperdicio de alimentos.
• Aplicaciones de la robótica en la Construcción: la detección temprana de errores, la automatización de tareas peligrosas o vigilancia e inspección son solo algunas de las tareas que puede realizar un AMR en el sector de la construcción.
• Aplicaciones de la robótica en Sanidad: como se comentaba anteriormente, ya es habitual ver robots colaborativos en tareas como el transporte de alimentos o suministros, asistencia quirúrgica, teleasistencia o en labores administrativas.
En la siguiente tabla elaborada por World Robotics 2021 se observa la evolución de la robótica de servicio por sectores y por aplicaciones:
¿Cómo son exactamente los robots industriales?
Tras una definición para conocer qué es un robot industrial, estos son algunos de los robots móviles más demandados para usos en entornos industriales:
RB-THERON es una excelente solución para aplicaciones industriales como fábricas o almacenes, ya que está especialmente diseñado para el transporte autónomo de cargas en interiores.
RB-ROBOUT la solución para el transporte de cargas pesadas en intralogística, concebido para transportar cargas de hasta 1 tonelada de peso en entornos industriales.
RB-KAIROS+: este manipulador móvil es extremadamente útil para aplicaciones industriales como pick and place, alimentación de piezas, metrología, control de calidad, atornillado de piezas grandes, embalaje, limpieza, pulido, atornillado, taladrado, etc. Está diseñado para trabajar en entornos industriales, compartiendo sin riesgo el espacio de trabajo con los operarios.
RB-VOGUI+: un manipulador móvil versátil para aplicaciones de logística tanto en interiores como en exteriores. El robot tiene amplia movilidad por lo que es capaz de seguir a un operario y navegar de forma autónoma tanto en cualquier entorno industrial.
¿Cuál es la diferencia entre AGV y AMR?
Aunque existen ciertas similitudes entre un vehículo móvil guiado y un robot móvil autónomo, en este artículo se muestran las diferencias entre AGVs y AMR.
Los AGVs y los AMR tienen características concretas que los hacen útiles para aplicaciones distintas. No se puede determinar que los AMR sean mejor que los AGV, ni viceversa, sino que cada uno es idóneo según el contexto de producción determinado.
En algunos ámbitos se utilizan indistintamente los términos AMR y los AGV tradicionales, pero, de hecho, un AGV no es un robot, sino un dispositivo robótico, ya que carece de autonomía para determinar o redefinir su propia ruta. En cambio, un AMR puede navegar sin guía externa. Es decir, los AMR cuentan con navegación libre y capacidad para tomar decisiones.
Por ejemplo, si el robot está transportando cualquier material de un punto a otro y se encuentra de frente con un palé, sorteará el obstáculo y redefinirá su ruta.
Un robot móvil autónomo no es simplemente una máquina programada. El AMR es aquel que, además de la programación inicial, posee cierta independencia para tomar decisiones en medio del entorno de trabajo, sin necesidad de intervención humana. Es decir, no cualquier máquina industrial es un AMR porque no cualquier máquina tiene capacidad de decisión en función de la información que percibe (obstáculos imprevistos, por ejemplo).
La principal diferencia entre un AGV vs AMR es que los AMR utilizan navegación libre mediante láseres, mientras que los AGV se localizan con elementos fijos: cintas magnéticas, imanes, balizas… es decir, para que sean eficaces, deben tener una ruta predecible.
Esto hace que en los almacenes y lugares donde se comparte entorno de trabajo con humanos, funcionen mejor los AMRs por su dinamismo y eficiencia para compartir tareas. Además, los robots móviles autónomos cuentan con un software y hardware mucho más avanzado, ampliando sus posibles aplicaciones: tareas de inspección y vigilancia, detección de errores, transporte de materiales, almacenamiento y distribución…
Y ¿cómo percibe esta información? Robotnik integra en sus robots sensores y diversos componentes que reciben, procesan y analizan datos a tiempo real y actúan en consecuencia: sistema de elevación, distintas cámaras, láseres u otros componentes según cada robot.
La flexibilidad de los AMRs para trabajar en distintas localizaciones implica, por ejemplo, no modificar el layout, una mayor facilidad respecto a la escalabilidad del número de unidades y zonas de trabajo o una definición clara del ROI (especialmente medible en proyectos pequeños que luego se pueden escalar). Además, los AMR no necesitan de una infraestructura concreta por la que moverse, sino que se implementan en cualquier espacio.
Los AGV son los predecesores de los AMR y han ido evolucionando desde los años 50. Normalmente se emplean para el transporte de cargas pesadas, pero circulan por un carril o cinta y con una ruta predeterminada. Otra característica de los AGV más avanzados es que son capaces de detectar obstáculos, pero no de reconducir su ruta: al encontrar un obstáculo, el robot se parará.
¿Dónde se utilizan AGV y dónde AMR?
Los entornos industriales son entornos complicados, cambiantes y llenos de obstáculos. Es fundamental poder garantizar la seguridad de los operarios.
Los AMR y AGV cuentan con sistemas de navegación distintos y, por tanto, se comportan e interactúan de forma distinta.
Los AGV son apropiados para espacios de trabajo que cuentan con un gran número de tareas fijas, ya que requieren de una instalación de la infraestructura por la que va a moverse.
En entornos colaborativos y dinámicos donde son necesarias tanto de humanos como de máquinas, los clientes suelen optar por AMR por su capacidad de adaptación ante un entorno cambiante. Un robot móvil recibe, comprende y gestiona datos del entorno en tiempo real, por lo que es más flexible y su área de trabajo es más amplia.
Para determinar cuál es la mejor solución para un negocio, se debe valorar el entorno, el escenario en que se va a implementar y las tareas concretas que va a realizar el AMR.
Los AGV y AMR tienen distintas aplicaciones. Por lo general, los AGV son más eficaces para tareas menos complejas como el transporte de materias primas, el embalaje, la clasificación o la entrega, pero siempre con tareas y rutas predeterminadas.
Los AMR es la mejor opción para tareas que necesitan Inteligencia Artificial. Precisamente, es la IA lo que hace que estos robots tengan infinitas aplicaciones en diferentes sectores: logística, inspección y mantenimiento, agricultura o construcción, entre otros.
La industria 4.0 avanza hacia una automatización cada vez más inteligente en la que los robots autónomos se han convertido en una herramienta clave para las Smart Factories.
Manipuladores móviles: la producción inteligente que su fábrica necesita
¿Qué es exactamente un robot manipulador? ¿Cuáles son realmente los beneficios de los manipuladores móviles?
La robótica y la manipulación móvil van en una rueda que no para de girar, avanzando para adaptarse cada vez mejor a las necesidades de los usuarios. Robotnik ha sido pionero en el diseño y desarrollo de manipuladores móviles autónomos que, en definitiva, son una evolución natural surgida de la unión de cobots y AMR.
Este artículo aclara cuestiones como qué es un manipulador en robótica, cuáles son las ventajas de los manipuladores móviles de Robotnik y otras cuestiones de interés.
Lo que hace unos años eran robots fijos, evolucionaron hacia robots colaborativos y ahora Robotnik ya está diseñando y fabricando robots móviles flexibles más cognitivos, sensibles y más seguros que llevan a la industria de la mano hacia la cuarta revolución industrial.
Como empresa de robótica fundada en 2002, Robotnik tiene una gran experiencia en manipulación móvil autónoma y mantiene relaciones comerciales con compañías referentes como Universal Robots, Schunk, Kinova o Senserbot.
Un ejemplo de integración de manipulación móvil en industria es uno de los recientes casos de éxito de Robotnik, basado en una implementación industrial en la compañía neerlandesa de producción de engranajes Hankamp Gears BV. En el mismo, aparece como protagonista el manipulador móvil autónomo más vendido de Robotnik: el RB-KAIROS+, del que después se habla con más detalle.
¿Qué es un robot manipulador móvil autónomo?
Un robot manipulador es básicamente, un robot que integra un brazo manipulador robótico en una plataforma móvil, aunando en un único producto las ventajas que ofrecen ambos sistemas: la precisión, destreza y flexibilidad de uno, y la autonomía y movilidad del otro.
La manipulación móvil colaborativa es ya una realidad al alcance de todas las empresas que compiten en el marco de la industria 4.0. Se trata de manipuladores móviles autónomos preparados para trabajar con seguridad en entornos donde hay personas. Su capacidad para realizar tareas mecánicas y repetitivas, cubriendo turnos de trabajo completos, los convierten en herramientas fundamentales para cualquier industria que desee posicionarse a la vanguardia tecnológica y ocupar un puesto de relevancia en el mercado actual.
Aplicaciones de manipulación móvil en la industria
- Manipulación – Pick & Place
- Carga / posicionado
- Montaje
- Ensamblaje
- Atornillado, taladrado…
- Inspección y verificación
Ventajas de los manipuladores móviles de Robotnik
En el portfolio de la empresa se encuentran robots de manipulación móvil para aplicaciones industriales y para I+D como el RB-VOGUI+, XL-GEN o el RB-KAIROS+.
Algunas de las ventajas de los manipuladores móviles de Robotnik:
- Fácil configuración e instalación, adaptándose a las necesidades de cada cliente, con un software y hardware abierto.
- Colaborativos: los manipuladores móviles colaborativos son perfectos para compartir espacio de trabajo con personas con total seguridad.
- SGF (Sistema de Gestión de Flota) para hacer posible la coordinación de una flota de robots que comparten el mismo espacio de trabajo y recursos.
- HMI (Interfaz de Usuario Avanzada) para generar mapas y redefinir rutas y puntos de referencia.
- Autonomía: su actividad complementa o sustituye, en caso de ser necesario, a la realizada por cualquier trabajador durante 1 o más turnos.
- Movimiento omnidireccional que permite la reducción de tiempos, haciendo que sea 1/5 veces más rápido que uno diferencial.
- Navegación libre frente a las rutas fijas propias de los AGVS tradicionales.
- Funciones inteligentes avanzadas como el seguimiento de personas, el acoplamiento a maquinaria o comunicación por voz, entre otros.
Dentro del portfolio de manipuladores móviles de Robotnik, hay un modelo que destaca.
RB-KAIROS+: el manipulador móvil más demandado de Robotnik
Este innovador manipulador móvil colaborativo está especialmente diseñado para el desarrollo de aplicaciones industriales. RB-KAIROS+ es el robot para la logística y la manipulación móvil industrial, para Pick&Place, Fetch & Carry, Machine Tending u operaciones sobre piezas de gran tamaño, entre otras.
Ventajas competitivas del RB-KAIROS +:
Además de contar con todas las ventajas que se nombran en el punto anterior, comunes a todos los manipuladores móviles de la cartera de Robotnik, estas son algunos de los beneficios que los clientes del RB-KAIROS+ han destacado tras su uso:
- Versatilidad, mayor rentabilidad y mejora en los procesos productivos debido a las posibilidades de integrar la totalidad de los brazos de la e-Serie de UR con la plataforma móvil autónoma.
El AMR está certificado por UR+, preparado para la integración de un brazo UR e-Series.
Universal Robots es uno de los gigantes en fabricación de brazos robóticos colaborativos. Sus cobots son seguros, flexibles y fáciles de usar, por lo que la sinergia entre ambas empresas, ha permitido desarrollar el manipulador móvil más demandado de Robotnik: el RB-KAIROS+. - Fácil de configurar y adaptable: El software y hardware abierto en ROS, implica una puesta en marcha mucho más sencilla que la de otros manipuladores móviles. Esto convierte el brazo robótico en un manipulador móvil de forma intuitiva.
- Mayor eficiencia en tareas como pick&place. Al poder soportar una carga útil de hasta 250 kg, aporta valor en el manejo de cargas pesadas y en la automatización de las tareas de almacenamiento.
- Colaborativo: Este manipulador móvil es completamente autónomo y permite que el brazo robótico trabaje en distintas localizaciones, ampliando su área de trabajo, por lo que es perfecto para compartir el espacio de trabajo y tareas con humanos.
¿Incorporar manipulación móvil a tu planta industrial?
En los últimos años ha crecido considerablemente el número de industrias que automatizan sus líneas de producción incorporando uno o varios manipuladores móviles en su planta.
Para encontrar la solución que mejor se adapte a sus necesidades concretas, Robotnik dispone de un servicio de consulta sin compromiso en el que los profesionales le asesoran personalmente.
En cualquier caso, hay algunos aspectos clave que puede tener en cuenta para valorar la viabilidad antes de decidir:
- ¿Cómo es su entorno?
Un entorno de trabajo puede ser estructurado o no estructurado.
Por estructurado se entiende que el robot no encontrará muchos obstáculos inesperados a su alrededor, es decir, que no habrá modificaciones en el trazado para que el robot mantenga los puntos de referencia que le permiten ubicarse.
Si es no estructurado, únicamente con que se mantenga en torno al 20% los puntos de referencia, el robot será capaz de sortear los obstáculos dinámicos, es decir, inesperados. Cuando los detecte, reconducirá su ruta de forma inteligente asegurando la seguridad y la rentabilidad del tiempo de trabajo. - ¿Qué características debe tener el edificio?
El suelo es un aspecto muy importante a tener en cuenta, ya que los suelos irregulares afectan a la precisión de la odometría y a las vibraciones generadas por la medición láser. Además, las ruedas mecánicas pueden tener algunas limitaciones en algunos entornos: suelos aceitosos o grasientos, suelos con mucha suciedad, con arenilla o asperezas.
Las paredes y las estanterías son importantes para que el robot navegue por el suelo, localizando y mapeando simultáneamente. Los manipuladores móviles de Robotnik las tomarán como referencia y, una variación no superior al 20% respecto a la disposición original, no afectará al rendimiento del robot.
El primer día se pasea el robot por el lugar, moviéndolo de manera teleoperada con un mando a distancia y generando una ruta real que será la base de la futura navegación del robot.
Aspectos como las dimensiones de los pasillos o la altura de las puertas deben adecuarse a la huella del robot. Las ruedas omnidireccionales son otra de las grandes ventajas del manipulador móvil de Robotnik por su versatilidad de 360º, especialmente para aplicaciones industriales en las que el robot puede moverse fácilmente en pasillos pequeños, por ejemplo. - ¿Cuánta precisión requiere su aplicación?
Por defecto, la precisión de posición proporcionada por el LiDAR para la navegación SLAM es de unos 5 a 10 cm. Esta precisión puede ser suficiente para una aplicación normal en la que el robot simplemente transita del punto A al punto B o va a varios puntos de espera. Pero para aplicaciones específicas como Pick&Place o la interacción con otra maquinaria, esta precisión puede mejorarse hasta 1 mm.
Esto se consigue añadiendo sensores o códigos QR. Así se hace, por ejemplo, para el acoplamiento: añadimos un código que la cámara reconoce y es capaz de reubicar. - ¿Cuánta carga útil necesita llevar?
Cada manipulador móvil de Robotnik tiene una capacidad de carga distinta, para que pueda encontrar la mejor opción de robot en función de la carga que requiera su caso.
En concreto, la configuración estándar de RB-KAIROS+, tiene una carga útil de hasta 250 kg. Además, dispone de otras versiones con brazos colaborativos de 3 Kg., 5 Kg. y 16 Kg. de carga útil. - ¿Cómo se establecen los turnos de trabajo?
Uno de los grandes beneficios de los manipuladores móviles de Robotnik es que, con la flota de robots adecuada -optimizada en número de unidades- se pueden trabajar turnos completos de 24 horas. Los robots realizarán cargas automáticas de la batería cuando sea necesario. El robot está equipado con una estación de carga a la que se puede conectar de forma autónoma. Es posible ordenar al robot que realice una acción de carga, que lance un terminal, que lance de forma inalámbrica, que lance un protocolo industrial como descanso o también que lance la interfaz poliscope de Universal Robots.
La manipulación móvil supone un impulso definitivo en el camino hacia la Industria 4.0, también conocida como industria conectada.
El uso de manipuladores móviles promueve la automatización industrial flexible e inteligente que aumenta la competitividad de una fábrica gracias al mejor uso de sus recursos.
Robotnik apuesta no solo por la automatización, sino por la automatización inteligente que pasa por desarrollar robots móviles capaces de autogestionarse y tomar decisiones sin intervención humana.
Aplicaciones de robótica movil: más seguridad y productividad para tu planta
Las aplicaciones de la robótica móvil permiten aprovechar todas las ventajas que la automatización inteligente aporta a cualquier línea de producción en numerosas industrias. Se trata de la herramienta clave para crear espacios industriales más seguros y eficientes y lograr una mayor productividad.
¿Cómo mejora la robótica móvil una planta industrial?
Simplificación del proceso de manipulación.
Las aplicaciones de robótica móvil están diseñadas para optimizar los procesos de producción que resulten peligrosos o repetitivos para los trabajadores en cualquier sector de la industria.
Por ello, están diseñados como herramientas que aporten soluciones y ofrezcan funcionalidades que simplifiquen los trabajos y la calidad laboral de los empleados.
Seguridad en las áreas de trabajo colaborativo
Los cobots están equipados con sensores específicos para garantizar la seguridad de los operarios, compartiendo el área de trabajo sin exponer a estos a ningún tipo de riesgo.
Estos robots cuentan con sensores que detectan cuándo hay personas cerca, adaptando así su fuerza, velocidad o recorrido para priorizar la seguridad del trabajador. Aunque son robots autónomos que operan a distancia, será el trabajador quien gestione toda la información que procesa el robot.
Mejoras en la productividad y optimización de recursos
Hay un ahorro de tiempo considerable porque los robots o manipuladores móviles actúan de forma predictiva para gestionar todos los recursos a su disposición (tiempo y materias primas a procesar) de forma más eficiente.
La productividad también es mayor porque las aplicaciones robóticas reducen los errores, reducen los productos defectuosos y mejoran la calidad del producto terminado.
Áreas industriales donde las aplicaciones de robótica móvil han sido la clave del éxito
Seguridad
Las tareas de inspección y mantenimiento implican riesgos ya que se opera en áreas inseguras, por lo que los robots móviles pueden ser de gran ayuda para perfeccionar estos procesos y minimizar riesgos para el personal.
Es el caso de los robots de rescate autónomos que pueden detectar la presencia de gases o realizar operaciones de búsqueda, convirtiéndose en una herramienta automatizada con sensores y GPS controlados por unidades de emergencia para operar más rápido y con menos riesgos.
.
Agroalimentación
En los sectores de la horticultura y la agricultura, los robots manipuladores móviles manejan tareas repetitivas que ahorran un tiempo considerable, pero también priorizan la precisión y la identificación exacta de los materiales que manipulan.
Los robots colaborativos ahora se utilizan comúnmente en la recolección de frutas, el injerto y el cultivo de insectos, donde la inteligencia artificial proporciona datos predictivos para optimizar granjas y plantaciones.
Salud
Las aplicaciones de robótica móvil también se han convertido en herramientas que mejoran enormemente la calidad de vida y brindan autonomía a las personas dependientes.
Los robots móviles incluso se pueden adaptar a sistemas de ducha robotizados o motorizados para personas con discapacidades funcionales, para permitirles ducharse solos dando órdenes al robot.
Los robots móviles colaborativos también pueden convertirse en excelentes asistentes hospitalarios , ofreciendo apoyo en quirófanos, UCI o áreas de riesgo para el equipo de atención médica.
Logística
Los robots industriales se han convertido en una tecnología clave en esta industria, especialmente para tareas como el transporte y las tareas de recolección.
Industrias con proyección gracias a las aplicaciones tecnológicas
Las aplicaciones robóticas en la Industria 4.0 se han convertido en un factor determinante para el crecimiento de las empresas de diferentes sectores, gracias a los beneficios de este tipo de automatización inteligente.
En Robotnik desarrollamos soluciones automatizadas para ampliar y optimizar las aplicaciones de robótica móvil en logística, inspección o mantenimiento, entre otras.
¿Qué puede impulsar el crecimiento de una industria en la era de la automatización?
En un mercado global, competitivo e incierto, el crecimiento rápido es posible cuando una industria invierte sus recursos en herramientas automatizadas. Estas herramientas permiten a las industrias tener un mayor control sobre su producción y evitar que los trabajadores realicen tareas repetitivas.
¿Cómo ayuda la Industria 4.0 al crecimiento de las empresas?
La Industria 4.0 ayuda a las empresas a crecer de forma sostenible y eficiente a un buen ritmo, centrado en utilizar su tecnología para que las personas mejoren su forma de trabajar y su calidad de vida.
Crear procesos más flexibles
Este es uno de los principales objetivos de los procesos de la Industria 4.0 y lo que optimiza las líneas de producción para hacerlas más versátiles, adaptables y ágiles a la hora de introducir cambios o adaptar la producción a las necesidades del cliente.
El punto de partida es ahorrar el recurso más valioso de todos: el tiempo. Esto significa un menor tiempo de comercialización y la posibilidad de aumentar la producción. Una producción más eficiente significa también un uso más inteligente de los materiales y suministros, así como menores costes de mantenimiento. En general, la producción es mayor y los costes por unidad terminada son menores.
Aumento del control del proceso
Esto facilitará un mejor seguimiento de los resultados y una detección de errores más eficaz. Como resultado, habrá una mayor capacidad para anticiparse y evitar que la cadena de montaje sufra interrupciones, pierda tiempo innecesario en determinadas tareas o baje los estándares de calidad.
Con un mayor control sobre cada etapa de la producción, también habrá una mejora en la seguridad de los trabajadores, garantizando así un entorno de trabajo sin riesgos.
Mejora de la información
Las aplicaciones de robótica móvil generan datos y crean modelos predictivos que agilizan la toma de decisiones.
La interconexión entre aplicaciones robóticas en la Industria 4.0 le ayuda a crear y compartir datos que luego se convierten en información más detallada y actualizada, lo que permite a las empresas realizar mejoras o predecir resultados con mayor precisión.
Acceso a nuevos mercados
Con la mejora de la productividad, un mayor control sobre la producción y un mejor uso de la información generada por los robots industriales móviles, la industria tendrá ahora todo a su favor para poder expandirse a nuevos mercados, llegar a nuevos clientes potenciales y tener un mayor poder de negociación debido a un mayor valor de la empresa.
Aplicaciones de la robótica móvil en la Industria 4.0
La robótica móvil automatiza tareas como el transporte de cargas en entornos interiores y exteriores. Se trata de una aplicación estándar en la logística, por ejemplo. Gracias al Sistema de Gestión de Flotas (SGF), estos robots se coordinan entre sí y con las demás herramientas de la empresa.
En el caso de las aplicaciones de inspección y mantenimiento, que implican la ejecución de tareas repetitivas y exhaustivas, los robots móviles, equipados con sensores o visión artificial, pueden supervisar de forma autónoma el estado de las infraestructuras o acceder a zonas de riesgo para garantizar su seguridad antes de que los operarios intervengan.
Crecer más rápido de forma sostenible, y aprovechar las oportunidades de la Industria 4.0 es donde las aplicaciones de robótica móvil tienen mucho que aportar, sobre todo para hacer que los proyectos sean más seguros, más eficientes y menos costosos.
RB-VOGUI, robot colaborativo para el transporte en exteriores en la industria
El centro tecnológico Eurecat y la empresa Robotnik han desarrollado un robot terrestre altamente modular, autónomo y colaborativo pensado para el transporte autónomo de materiales en los sectores de la industria y de la construcción, cuyo diseño aporta un esquema avanzado de colaboración humano-robot.
Desarrollado dentro del proyecto europeo COBOLLEAGUE, el robot está enfocado a la navegación autónoma en entornos industriales exteriores, que se caracterizan por ser terrenos irregulares y por tener una gran variedad de obstáculos estáticos y dinámicos.
Se trata de una base móvil modular todoterreno de alta movilidad diseñada para el transporte de cargas de hasta 200 Kg. Su diseño incluye recursos que permiten el seguimiento de personas, la detección de gestos y el control basado en la voz.
El robot es capaz de generar un mapa de su entorno y localizarse y navegar en él de forma fiable y segura, siendo capaz de realizar tareas de transporte entre plantas o tareas de transporte de última milla. Además, este mapa sirve para identificar todos los obstáculos, así como posibles acantilados y huecos por donde puede caer el robot o recopilar datos en entornos de la construcción que luego se pueden usar junto con el sistema de modelado de información para la edificación BIM (Building Information Modeling).
Según Roberto Guzmán, CEO de Robotnik, “el proyecto COBOLLEAGUE pone de manifiesto, una vez más, la utilidad de la robótica móvil para aplicaciones en las que se realizan tareas repetitivas, en este caso, automatizando el transporte exterior en industria y construcción. Nuestra experiencia de casi 20 años en robótica de servicio nos permite adaptar nuestros robots de propósito general a diferentes verticales, pudiendo aportar soluciones móviles en una gran variedad de aplicaciones y sectores”.
En palabras del director de la Unidad de Robótica y Automatización de Eurecat, Daniel Serrano, “tras más de una década de I+D en localización y navegación autónoma, en este proyecto hemos logrado desarrollar una localización y mapeado en 3D que aprovecha el modelo del edificio extraído directamente de BIM. Este proyecto demuestra el potencial de la aplicación de robots de servicios en el sector de la construcción donde hay recorrido de futuro”.
Dentro del proyecto, Robotnik ha sido responsable de la provisión de la solución mecatrónica y del desarrollo del diseño conceptual, la seguridad y los factores humanos, así como de la validación de casos de negocios y el compromiso industrial. Se ha desarrollado una nueva configuración cinemática que dota de mayor movilidad a un chasis del robot RB-VOGUI y le permite realizar tareas de transporte autónomo en entornos urbanos o en entornos poco estructurados con terrenos difíciles. Se ha desarrollado un sistema de localización y navegación láser 3D que ha demostrado funcionar de forma sólida, tanto en interiores como en exteriores.
Por su parte, Eurecat se ha encargado de desarrollar una interfaz basada en BIM (Building Information Model) que procesa la información del edificio en 3D, añadiendo datos estructurales a un sistema de localización y mapeo simultáneo (SLAM, por sus siglas en inglés), utilizado por un robot móvil. Esto permite al robot acceder a un mapa 3D del modelo de referencia y determinar su propia localización en el entorno de construcción, ahorrando tiempo y pudiendo realizar la navegación autónoma a un destino, sin tener que haber explorado previamente el mapa.
Además, la implementación de Eurecat permite realizar un seguimiento del estado de la construcción y marcar las actualizaciones del modelo de referencia, una característica relevante para la industria de la construcción. Eurecat también proporciona la integración de una interfaz trabajador-robot multimodal, lo que permite que el robot siga a los trabajadores de forma totalmente segura.
COBOLLEAGUE ha sido apoyado por el proyecto ESMERA (European SMEs Robotics Applications), en su convocatoria de soluciones robóticas a desafíos industriales. ESMERA es un consorcio formado por cuatro centros tecnológicos (el Laboratorio para sistemas de fabricación y automatización de la Universidad de Patras; el Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives; y la Fundación Tekniker y Technische Universität München), y tres partners industriales (Blue Ocean Robotics; COMAU; y R.U. Robots).
Vídeo demostrativo aquí.
Fábricas inteligentes o cómo la robótica está liderando los cambios de la industria
Las fábricas inteligentes se caracterizan por contar con un elevado nivel de automatización y digitalización basado en la integración de las tecnologías más innovadoras, con el propósito de lograr la máxima productividad y crear procesos más flexibles y ágiles.
Este tipo de fábricas operan dentro de la llamada Industria 4.0, también conocida como Industria Conectada. En esta industria lo más destacable es cómo se crean flujos de datos e información, y la participación de robots y humanos en esos procesos.
En las fábricas inteligentes tiene un papel reseñable la robótica móvil: robots autónomos y colaborativos que automatizan procesos y crean entornos de trabajo más seguros y productivos, donde robots y operarios aportan sus mejores cualidades y capacidades.
¿Cuáles son las características de una fábrica inteligente?
Para comprender por qué la robótica colaborativa es uno de los actores clave en la Industria 4.0, promoviendo cambios innovadores y creando nuevos métodos de producción, hay que analizar cuáles son las características que determinan si una industria está operando de manera inteligente o no.
Automatización de procesos
La automatización no pretende reemplazar a la mano de obra, su objetivo es optimizar una serie de tareas mediante el uso de nuevas tecnologías, como la Inteligencia Artificial, Big Data o el Internet de las Cosas.
Estas soluciones automatizadas dan acceso a una gran cantidad de datos que generan más información, reducen la incertidumbre y aumentan el control del proceso.
Flexibilidad
Los entornos productivos y el propio mercado son muy cambiantes, por lo que la supervivencia de muchas empresas depende de su grado de adaptabilidad a las nuevas necesidades de los clientes.
Para ello, lo primero que hay que adaptar es el propio espacio de trabajo, el cual tiene que ser flexible para poder adaptarse al cambio, sin necesidad de incurrir en grandes pérdidas. La automatización, por definición, suele permitir una mayor versatilidad sin provocar paradas de producción.
Rediseño de la línea de producción
La robótica móvil colaborativa y la manipulación móvil son, actualmente, accesibles a todo tipo de industrias, independientemente de su tamaño.
La ventaja competitiva no se centra tanto en el volumen de producción como en la capacidad de optimizar los procesos de la línea de montaje con menos recursos, creando productos de mayor calidad a un coste menor.
Es importante recordar que las fábricas inteligentes no prescinden de la mano de obra humana, sino que ésta se encarga de realizar tareas de mayor valor añadido.
Por su parte, la función de los robots colaborativos es ayudar a los operarios de un entorno industrial, interactuando con ellos y estando bajo su control para lograr hacer lo que mejor se les da: tareas repetitivas realizadas de manera uniforme y a una velocidad constante.
Soluciones robóticas móviles a la vanguardia de la Industria 4.0
Robotnik es líder en diseño y fabricación de robots y manipuladores móviles autónomos. Se trata de soluciones automatizadas para diferentes aplicaciones y servicios, especialmente para logística.
La robótica móvil para la logística está enfocada a tareas de transporte y recogida de materiales, liberando a los operarios de tareas repetitivas y tediosas donde se puede perder eficiencia y eficacia.
Además, la robótica móvil cuenta con herramientas como el Sistema de Gestión de Flotas, que simplifica el manejo de los robots, coordina todas las unidades en uso y permite que trabajen con seguridad en el mismo entorno que los operarios.
Por su parte, los manipuladores móviles son una solución automatizada muy útil en las fábricas inteligentes porque permiten, sobre todo, ahorrar tiempo y mejorar la eficiencia de cualquier proceso. Estos robots son extremadamente útiles para aplicaciones industriales como pick&place, alimentación de piezas, metrología, control de calidad, operaciones en piezas grandes o embalaje, limpieza, pulido, atornillado o taladrado.
La principal ventaja de un manipulador móvil es su capacidad para expandir el espacio de trabajo de un cobot de forma ilimitada. En el caso del RB-KAIROS+ de Robotnik es de destacar, así mismo, su movimiento omnidireccional, que permite la reducción de tiempos, haciéndolo 1/5 veces más rápido que un diferencial.
La simplificación de los procesos es el mayor valor añadido que la robótica y la manipulación móvil pueden aportar a la industria, dejando la creatividad para las personas.
Robots colaborativos vs robots industriales
Cuando hablamos de Industria 4.0, es inevitable hablar de los robots colaborativos y cómo estos han sido un punto de inflexión en la misma, en el marco de la integración de sistemas inteligentes autónomos y nuevas tecnologías en el sector industrial.
Llegar a este punto ha sido posible gracias a la amplia experiencia ya obtenida en el campo de la robótica industrial y su presencia en las líneas de producción de diversos sectores, donde se han automatizado múltiples tareas con el objetivo de mejorar la productividad, la eficiencia y la calidad.
Probablemente no se habría llegado a hablar de robots colaborativos sin el desarrollo previo de los robots industriales y su evolución hacia soluciones automatizadas inteligentes y basadas en la interacción con humanos. Al final, la industrial y la colaborativa, no son soluciones opuestas sino complementarias. Cada una de ellas son sistemas automatizados desarrollados para diferentes tipos de necesidades y objetivos. Por tanto, es fundamental entender qué son, qué aportan a la industria, sus principales diferencias y cómo facilitan la convivencia y la coordinación laboral.
Robots industriales
Los robots industriales se crearon como una solución automatizada para asumir tareas de producción intensivas como las que requiere una línea de montaje en constante movimiento. Generalmente, los robots industriales son grandes y pesados, y se colocan en posiciones fijas dentro de la planta industrial.
Estos robots están diseñados para trabajar de forma automática e intensiva, ejecutando continuamente las mismas tareas. Además, tienen que estar ubicados en un área de seguridad vallada para proteger a los operarios que trabajan próximos a ellos.
Los robots industriales tienen que cumplir con una máxima: realizar una sola tarea con precisión y rapidez, por lo que su ubicación es una de las mayores prioridades. En torno a ello giran el resto de tareas y procesos de los trabajadores.
En el caso de la robótica móvil, podríamos decir que el primer paso en el sector industrial fueron los AGVs. Este tipo de robots, pese a ser móviles, tiene una limitación importante: requieren de elementos físicos para funcionar (imanes, balizas, cintas magnéticas,...), por lo que su puesta en marcha implica una modificación del layout y no tiene la misma flexibilidad que un Robot Móvil Colaborativo (RMC) para trabajar en diferentes ubicaciones.
Además, los tradicionales AGVS no son capaces de superar obstáculos y de redirigir su ruta cuando se encuentran con obstáculos dinámicos.
Robots colaborativos
Los robots colaborativos, por su parte, están diseñados para trabajar con seguridad en entornos de trabajo donde hay humanos. Para facilitar esto, suelen ser bastante compactos y ligeros, lo que garantiza que se puedan mover fácilmente y ocupen poco espacio en las áreas de trabajo donde están implantados.
Los robots colaborativos, por tanto, aportan seguridad al espacio en el que trabajan. En el caso de los Robot Móviles Colaborativos (RMC) es posible gracias a sus sensores de detección de movimiento, los cuales le permiten alterar su ruta o velocidad, haciendo más fácil el uso de los elementos compartidos (ascensores, pasillos, etc.). Otra de sus ventajas es que no están pensados para realizar una única tarea, sino más bien para simplificar los diferentes procesos industriales. Por eso, la flexibilidad y la facilidad de programación son dos de las características que los definen.
Concretamente, los Robots Móviles Colaborativos (RMC) tienen numerosas ventajas en comparación con los AGVS tradicionales: su rápida instalación, adaptabilidad, ahorro de espacio y mayor seguridad en el espacio de trabajo, son algunas de ellas. Se presentan, por tanto, como una herramienta que facilita el trabajo de los operarios. Además, como ya hemos mencionado antes, no requieren de elementos físicos y pueden funcionar en diferentes ubicaciones.
¿Cuáles son las principales diferencias?
En términos generales, las diferencias radican en el propósito para el que han sido diseñados cada uno de ellos.
En lo que respecta a los robots industriales, están diseñados para automatizar tareas y mejorar la productividad, la eficiencia y la calidad. Han sido diseñados para realizar una sola tarea, pero pueden realizarla de manera tan eficiente y precisa que se vuelven esenciales para el funcionamiento óptimo de una línea de montaje. Es el caso de los brazos industriales en sectores como la automoción o la alimentación, por ejemplo.
Se trata, por tanto, de robots con un alto grado de especialización que deben trabajar en un espacio de trabajo que requiere medidas de seguridad específicas.
Un robot colaborativo, sin embargo, es una herramienta automatizada pensada para trabajar bajo las pautas de un operario, con quien trabaja de forma coordinada y segura. Esto lo hace capaz de ejecutar una única tarea o intervenir en varias, según las necesidades de producción y los parámetros con los que se haya configurado.
Este tipo de robot es capaz de liberar a los operarios de tareas repetitivas y exigentes de precisión, ayudando así a mejorar la productividad y la calidad del resultado final. Esta adaptabilidad y trabajo interactivo influyen en su coste, ya que los cobots destacan por su rápido retorno de la inversión.
Los RMC son perfectos para el transporte autónomo de materiales, mientras que los manipuladores móviles están diseñados para tareas como pick & place, alimentación de piezas, envasado, limpieza, pulido, atornillado o taladrado, por citar algunas.
Tanto los robots industriales como los robots colaborativos pueden ser útiles en una misma línea de producción. En el primer caso, sería concebido como un sustituto del trabajo de un operario, mientras que, en el segundo, sería más bien un ayudante y aliado para mejorar la eficiencia del trabajo.
Robots móviles en la Industria 4.0: automatización y flexibilidad
La Industria 4.0, también conocida como Industria Conectada, es aquella que ha consolidado el uso de la conectividad y la robótica colaborativa en los procesos industriales, creando espacios de trabajo en los que humanos y robots pueden trabajar juntos de manera segura, además de compartir información para optimizar los procesos, obteniendo así mejores resultados.
El uso de robots móviles y manipuladores móviles promueve la automatización industrial flexible y autónoma necesaria para crear Smart Factories, donde el mayor activo es el intercambio de información gracias a la integración de las últimas tecnologías inteligentes en la robótica, como el Internet de las cosas, Inteligencia artificial o Big Data.
Esto posibilita utilizar robots móviles inteligentes, autónomos y colaborativos que permiten la creación de procesos industriales más eficientes, con un mejor uso de los recursos, lo que se traduce en una mayor productividad en general.
Industria 4.0 y la era de la robótica móvil
La combinación de las TIC y las tecnologías inteligentes ha marcado el comienzo de una era en el sector de la robótica móvil, sumando características y funcionalidades a las distintas aplicaciones industriales, adaptándose a los diferentes entornos de trabajo.
La robótica móvil colaborativa, como demuestran los desarrollos de Robotnik, puede ayudar en la ejecución de procesos repetitivos, adaptando los movimientos de los robots a la información que reciben, procesan y comparten, gracias a las últimas tecnologías.
Esto ha provocado cambios muy significativos, por ejemplo, en la aplicación de la robótica y la manipulación móvil para tareas logísticas de pick & place o para aplicaciones industriales como alimentación de piezas, metrología, control de calidad, operaciones con piezas grandes o embalajes, limpieza, pulido, atornillado o perforación, donde la repetibilidad y uniformidad de las acciones son claves para ahorrar costes y agilizar los procesos.
¿Qué características permiten que la robótica móvil colaborativa cree fábricas inteligentes?
Automatización inteligente
Esto significa que un robot móvil no solo es capaz de realizar una tarea sin intervención humana, sino que también es capaz de autogestionarse y tomar decisiones, gracias a su capacidad para acceder, generar y procesar información.
Esto quiere decir que más allá de su programación inicial, este tipo de robots puede decidir cosas como cambiar su recorrido o adaptar sus movimientos, por ejemplo. La acumulación de datos le hace tener capacidad para, ante un imprevisto (un obstáculo dinámico, inesperado, por ejemplo) decidir actuar de manera inteligente y diferente a cómo había sido programado.
Conectividad
Esto es lo que hace posible una comunicación máquina a máquina (M2M): la creación de sistemas descentralizados y la posibilidad de que los robots interactúen con los humanos a través de interfaces integradas que simplifican el trabajo colaborativo.
Esto también permite la colaboración con otros elementos integrados en las plataformas móviles, como sistemas de visión artificial o brazos robóticos.
Flexibilidad
Se trata de la capacidad de adaptación de la que disponen los robots móviles y los manipuladores móviles, para modificar su forma de trabajar, según las exigencias de la línea de producción, o los cambios en el entorno de trabajo.
Ejecutar diferentes tareas, adaptar su velocidad, crear rutas alternativas o cambiar de sección en tiempo real están dentro de las capacidades de un robot móvil con navegación inteligente.
Dentro de esta capacidad de adaptación, Robotnik ha dado un paso más con la creación de manipuladores móviles que aportan movilidad a los brazos colaborativos, con una sencilla integración plug and play.
.
Contribuciones de Robotnik a la evolución de la Industria 4.0
Robotnik es experto en el diseño, fabricación y comercialización de robots y manipuladores móviles, perfectamente preparados para que cualquier industria pueda adaptarlos a sus propias necesidades, por pequeña que sea.
Su estrecha colaboración con diferentes tipos de industrias y sectores ha hecho posible que Robotnik desarrolle nuevas soluciones a medida, ampliando el número de aplicaciones industriales con robots móviles.
- Entre los desarrollos más destacados, están su Sistema de Gestión de Flotas (FMS) propio, que coordina el funcionamiento de todos robots que trabajan en una misma empresa, compartiendo recursos y creando procesos más eficientes.
- La integración de las últimas tecnologías inteligentes ha permitido dotar a los robots móviles de nuevas funcionalidades que pueden mejorar el trabajo colaborativo. Es el caso del control por voz, el seguimiento de personas o el acoplamiento autónomo a otras máquinas.
- Por su parte, la Interfaz de Usuario Avanzada (HMI) permite generar mapas y definir localización (waypoints) y rutas de forma sencilla e interactiva. Es una herramienta muy útil para el cliente / usuario ya que le permite controlar las operaciones de mapeo, localización y navegación directamente desde cualquier dispositivo conectado a la red del robot.
- Por último, Robotnik ocupa una posición de liderazgo en la manipulación móvil colaborativa, enfocada a todo tipo de aplicaciones industriales. Es el caso del innovador RB-KAIROS+, una plataforma robótica con cinemática omnidireccional preparada para la integración de los brazos Universal Robots e-Series. Gracias a ello, estos brazos, logran ampliar su área de trabajo de forma ilimitada ya que el manipulador móvil colaborativo puede trabajar en diferentes ubicaciones. En este sentido, incrementa las posibilidades del propio brazo y es un gran complemento para los usuarios actuales de los brazos de UR.
Es este continuo proceso de investigación y desarrollo es el que ha permitido que la robótica comience a asumir nuevas tareas en diferentes campos y sectores.