Los robots industriales son los robots que se diseñan para ser utilizados en los diferentes sectores industriales con el objetivo de automatizar un proceso, ya sea dentro de un ambiente colaborativo con humanos o dentro de un vallado de seguridad. Las necesidades productivas son cada vez mayores por lo que la robótica industrial se está adaptando para dar respuesta a los retos de las empresas para integrarse en la Industria 4.0.
En este artículo especializado vamos a profundizar en los diferentes tipos de robots industriales que existen, así como las marcas de los fabricantes más relevantes del sector, ejemplos de brazos robóticos trabajando y precios orientativos de los robots industriales.
¿Cuántos robots hay instalados en el mundo?
Antes de explicarte con detalle toda la información que buscas en este artículo nos gustaría ofrecerte los últimos datos actualizados de los robots que se han instalado en el último año. Según la Federación Internacional de Robótica (IFR), en 2021 se instalaron 517.000 nuevos robots, lo que supone un 31% más que en 2020, superando por primera en la historia la cifra del medio millón de robots industriales instalados en un mismo año. De este modo actualmente se encuentran trabajando en activo en las fábricas de todo el mundos más de tres millones y medio de robots, una cifra que no se esperaba que se alcanzase hasta 2025.
Estos datos se han visto superados en 2022 con una cifra récord al alcanzar la cifra de 3.9 millones de robots trabajando en el mundo, siendo Corea del Sur, Singapur y Alemania los países con mayor número de robots instalados por cada 10.000 trabajadores. Si te interesa conocer más información al respecto, al final de este artículo te ofrecemos todos los datos.
Definición de qué es un robot industrial
El término robot industrial hace referencia a un manipulador mecánico multifuncional que se puede programar. Se caracterizan por tener desde 3 hasta 7 ejes, y en función del modelo y del tipo aplicación a la que va a ser destinado, varía totalmente su constitución.
Son controlados de manera automática y reprogramables con varios grados de libertad. Con ellos se crean secuencias de trabajo, trayectorias y pueden incorporar sensores Lidar o de fuerza en función de la aplicación. Es importante señalar, que para ejecutar los procesos industriales se emplea el campo de la ingeniería robótica donde se define el diseño, estudio y el uso de estos robots industriales.
Tipos de robots industriales
En la actualidad existen una gran variedad de robots industriales, disponen de sus propias características, capacidades, tamaños, grados de autonomía y dimensiones. Cada una de estas clases de robots se utilizan en función de las aplicación que van a desarrollar, ya sea productiva o de logística. A continuación vamos a enumerar las diferentes clases de robots industriales que tenemos a nuestra disposición en el mercado.
- Robots cartesianos
- Robots colaborativos o cobots
- Robots industriales tradicionales
- Robots Delta
- Robots Scara
- Robots AMR / AGV
Ventajas de los robots industriales
La implementación de robots industriales para automatizar los procesos productivos ha generado una verdadera revolución que sin duda alguna esta cambiando el panorama de la producción industrial. Fabricantes de todo el mundo están llevando a cabo la automatización de sus aplicaciones industriales con la finalidad de ser más eficientes, seguros e incrementar su productividad.
Aunado a esto, la incorporación de robots a las fábricas ha generado un incremento en la precisión de los trabajos, así como también de la productividad. Además se está produciendo un aumento en la implementación de robots colaborativos en el mercado, lo cual sin duda es un beneficio importante para la integración de los robots en las PYMES debido a que pueden trabajar de manera confiable con las personas sin suponer algún riesgo.
Las ventajas que los robots industriales aportan a las empresas pueden ser obvias en algunas oportunidades, sin embargo hay muchas más que pueden ser desconocidas. Si las unimos, te darás cuenta por qué han tenido tanto éxito y cada vez más empresas están invirtiendo en la automatización de sus procesos.
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Fiabilidad y calidad mejorada
Todos los brazos robóticos que son distribuidos por las marcas fabricantes de robots industriales deben pasar por un proceso previo de estudio y pruebas de repetitividad y carga útil, con la finalidad de garantizar que cuando estos salgan al mercado puedan realizar sus trabajos con precisión y eficiencia.
Reducción de costos de producción
Un retorno a la inversión (ROI) rápido, permite poder recuperar los costos de la inversión inicial. Instalar robots industriales genera un impacto positivo en la producción, ya que se incrementan los tiempos de ciclos. Por ejemplo Estados Unidos ahorrará para el año 2025 más del 22% de los costos laborales gracias a la implementación de la robótica.
Incremento de la producción
Una línea de fabricación ajustada es fundamental para incrementar la eficiencia. Sabemos que los humanos tenemos ciertas limitaciones que los robots claramente no las sufren, como el hecho de trabajar a una velocidad constante sin descansos, necesitar tiempo para dormir o incluso disfrutar de las vacaciones.
Lo que significa que los robots mejoran notablemente las velocidades de los ciclos de producción, pudiendo transformar sus operaciones de 8 a 12 horas al día (como normalmente se trabaja) en 24 horas diarias 7 días a la semana, por lo que se incrementa la productividad de las fábricas y esto conlleva a una mayor demanda que puede ser satisfecha, que finalmente se expresa en mayores ganancias para las empresas y una mejora de su competitividad.
Reducción de los costos en mano de obra
Para nadie es un secreto que la mano de obra en ocasiones puede ser costosa, más aún si tomamos en cuenta los gastos que se deben cubrir como beneficios médicos, el tiempo de compensación por accidentes o problemas de salud, el tiempo libre que debe ser remunerado, etc. Por lo que con la implementación de robots reduciríamos en gran medida los costos en mano de obra.
Sin embargo, es importante tener presente que aunque los robots pueden reemplazar ciertos trabajos, no significa que vayan a apoderarse del mundo. Únicamente significa que estos pueden ser usados como complemento y ayuda de trabajos difíciles, repetitivos y que puedan representar un riesgo para el trabajador, haciendo a su vez que éstos puedan desempeñar otro tipo de roles donde sean más eficaces.
Mejor utilización de los espacios de la empresa
Al reducir el espacio ocupado por un área de trabajo a través de la automatización de algunas partes de la línea de producción, se puede disponer de esos espacios para otro tipo de operaciones robotizadas y con esto se lograría que el proceso fluya de manera más eficiente.
Mayor calidad en los productos
Los robots industriales están diseñados para realizar trabajos efectivos y casi perfectos, al implementar estos en la línea de operaciones de una empresa se reducen el número de defectos en los productos, disminuyendo así los costos de los desperdicios de productos.
Incremento de la seguridad en el lugar de trabajo
El incremento de la seguridad y sobre todo de la ergonomía, es una ventaja importante que ofrece la automatización de los procesos industriales, al lograr desplazar a los trabajadores d las zonas peligrosas y de los trabajos repetitivos. En caso de que interactúen con robots colaborativos, por ejemplo, existen en la actualidad muchas opciones de seguridad para que esta interacción se realice de la manera más efectiva.
Los robots son de usos múltiples
Disponemos de robots industriales de 6 y de 7 ejes que pueden ser empleados para la realización de múltiples trabajos, que pueden ir desde la soldadura robotizada, empacar, el paletizado de cajas y de sacos, dispensar materiales y productos, cortar láminas o el transporte de materiales entre otros. Sus usos son variados, por lo que si de automatizar un proceso se trata, no existen límites.
Otros beneficios de los robots industriales son:
Actualmente, la comunicación existente entre diversas plataformas de datos está creciendo rápidamente, lo que ha permitido mejorar la eficiencia. Los robots industriales y las diferentes máquinas automáticas se pueden comunicar entre sí para poder ofrecerle a los líderes de las empresas información general sobre las producciones que les permiten tomar decisiones mucho más inteligentes acerca de cómo mejorar sus procesos.
Existen diversos estudios que estipulan que para el año 2027 el valor del mercado internacional para sistemas robóticos podría alcanzar cerca de los 66,48 mil millones de dólares, lo que representaría un avance bastante sustancial en este sector con una mayor implementación de la automatización en las empresas. No cabe duda de que es momento de unirse a esta revolución y darle paso a la automatización industrial para disfrutar de las ventajas que ésta nos ofrece y mejorar nuestros procesos.
¿Dónde puedo comprar un robot industrial?
Marcas de robots industriales más importantes del mundo
A continuación vamos a hacer un resumen de las principales empresas de robótica que fabrican brazos robóticos mecánicos para el sector de la industria.
Existen más fabricantes de robots industriales de primer nivel como puede ser Stäubli o Yamaha, del mismo modo que Techman Robot o Doosan en robots colaborativos. Estas compañías se encargan de fabricar los robots y los softwares específicos, mientras que las empresas de automatización son las encargadas de instalarlos en los clientes. ¿Te interesa mejorar el rendimiento productivo de los procesos?
Para qué sirve un robot industrial
Los brazos robóticos se utilizan con distintos objetivos y aplicaciones, como puede ser en caso de las cadenas de montaje y líneas de producción, para automatizar los procesos de pintura, como los robots paletizados de cajas y de sacos o para realizar procesos de soldadura robotizada, entre otros muchos otros.
La irrupción de la robótica colaborativa y los cobots a la industria ha permitido abrir un nuevo escenario productivo. Ahora los robots colaborativos permiten realizar producciones más flexibles para las pequeñas y medianas empresas, y no solamente por su sencillez a la hora de su puesta en marcha, sino por la fácil e intuitiva programación del robot y por el reducido precio del robot, lo que conlleva una menor inversión inicial si los comparamos con los robots manipuladores tradicionales.
Ejemplos de robots industriales trabajando en las empresas
Para poder entender las capacidades de los robots para optimizar los procesos te vamos a mostrar una serie de ejemplos de robots industriales trabajando.
Este robot industrial aumentó la producción de baterías en un 300%
Robot para soldadura que multiplicó x 800 la producción de ventiladores
Robot para el paletizado de cajas
Célula robotizada de paletizado automático
Línea de montaje y de soldadura con robots industriales
Robot para carga y descarga de máquina automática
Robot móvil integrado en una línea de montaje
Robots móviles para logística
Características de los robots industriales y cómo se especifican
Estas máquinas autómatas se consideran multifuncionales y tienen la capacidad de movilizar piezas, materiales y objetos gracias a sus articulaciones o ejes. De esa manera las personas no tienen la necesidad de intervenir de forma constante para que las mismas funcionen. En la actualidad, el desarrollo de la tecnología robótica ha mejorado de manera eficaz las funciones de los robots lo que origina la implementación de los mismos en diversos campos.
Es importante destacar que los robots industriales tienen cierta similitud en cuanto a su apariencia, ya que esta se asemeja a la anatomía del humano, en especial en sus extremidades superiores. Incluso en las partes del robot estas características se mencionan, ya que cuentan con muñecas, codos, brazos, cintura, etc.
A continuación describimos las principales características de los robots industriales:
- Grado de libertad: se trata del estado de posición u orientación de cada robot, donde se requiere que cuente con coordenadas independientes. Sus ejes y eslabones que poseen movimientos de rotación y traslación tienen cierto grado de libertad con relación a sus otros ejes.
- Área de trabajo: es el espacio en el que se desempeñará el robot, allí se debe visualizar la distancia máxima en donde pueda trabajar con mayor efectividad.
- Capacidad de carga: se trata de la cantidad de peso expresado en kilogramos que el robot es capaz de movilizar, de igual manera se incluye el peso de la garra. En este punto los actuadores electrónicos convierten energía mecánica a partir de energía eléctrica, hidráulica o neumática. Sistemas de control, transmisión, reductores y accionamiento son los que hacen funcionar a los actuadores.
- Velocidad: la velocidad del robot se mide en ciclos minutos, pero con el robot cargado; los momentos de inercia en este caso también se toman en cuenta, ya que allí se presenta resistencia normal del cuerpo cuando existe rotación, y por ende existe cambio de velocidad. Los giros limitarán la velocidad cuando un robot se encuentre en movimiento y dependiendo del peso de la carga.
- Programabilidad: se trata de la capacidad que se les brinda a estos robots industriales para programarse en distintos lenguajes, con la finalidad de obtener un máximo beneficio en sus funciones.
Otra de las características destacables de un robot industrial son las siguientes:
- Eslabones: son las piezas que corresponden a las partes que no se mueven en un robot industrial.
- Articulaciones: son las que se encargan de movilizar los eslabones y es donde se unen dos elementos mecánicos.
- Cadenas cinemáticas: son el conjunto de articulaciones y eslabones de los robots con la finalidad de transmitir movimientos entre un lugar y otro.
Células robotizadas para aplicaciones industriales
Las células robotizadas son espacios de trabajo delimitados en donde trabajan los robots industriales. Se utilizan para crear entornos de trabajo seguros para los operarios. Pueden ser compactas para facilitar tanto su transporte como su implementación, ya que abre un abanico de posibilidades para producirlas en serie. Los fabricantes de robots industriales están desarrollando este formato para proporcionar a sus clientes células de soldadura robotizada.
Además tenemos a nuestra disposición celdas robotizadas delimitadas por vallados de seguridad que impiden el acceso a los trabajadores para que no sufran accidentes. Las celdas robotizadas se utilizan en numerosas aplicaciones, siendo muy extendidas para la automatización del final de línea y en puestos de paletizado y despaletizado robótico.
Clasificación de los distintos tipos de robots que existen
- Robots manipuladores: son los más comunes en las industrias, gracias a que poseen un sistema de control básico y bajo coste. Las múltiples tareas que realiza son repetitivas y sencillas. Se subdividen en tres tipos, de secuencia fija, secuencia variables y forma manual.
- Robots de repetición: Son los robots que tienen la función de realizar una tarea repetitiva o una secuencia de movimientos que son previamente programados por un humano. Estos robots industriales son los que la sociedad en general reconoce.
- Robots de computadores: estos robots son controlados y programados por una computadora u ordenador. En este caso el programador humano escribe el código en un programa específico del ordenador con la finalidad de que dé órdenes o secuencias de trabajo al robot. Son muchas las ventajas que brinda este tipo de robot, pero es necesario que expertos cualificados los operen adecuadamente.
- Robots inteligentes: este tipo de robot tiende a relacionarse con su entorno gracias a sensores y aplicaciones. Adicionalmente estos robots se mueven y realizan tareas de manera autónoma.
- Microrobots: Los microrobots o los nanorobots se encuentran actualmente en fase de investigación y desarrollo. El objetivo de este tipo de robots son para aplicaciones de entretenimiento, educacionales, medicina o de investigación.
- Bots. Los bots son programas informáticos diseñados por los programadores y sirven para recopilar datos e información de manera automatizada. En la última década se han integrado para dar servicio a los call center e interactuar con los clientes.
Otros tipos de robots industriales son los siguientes:
- Cilíndricos: poseen una columna vertical que gira sobre su base. Las industrias suelen utilizarlos para ensamblaje, manipular herramientas, hacer soldaduras por punto y manipulación en máquinas de fundición a presión.
- Scara: con cuatro grados de libertad, estos robots se caracterizan por tener un rápido ciclo de trabajo, un amplio campo de aplicación en diversas tareas y una excelente repetitividad.
- Polar: con varias articulaciones, en donde dos son rotacionales y una es lineal y tienen la capacidad de desplazar el brazo en un área esférica, gracias a sus articulaciones.
- Angulares: posee articulaciones que dan movimiento al robot tanto rotacional como angular, logrando que el brazo efectúe movimientos de interpolación lineal
- Paralelos: este tipo de robot cuenta con cadenas cinemáticas cerradas, en donde varias cadenas cinemáticas seriales independientes hacen que la plataforma móvil y la base se conecten, estas se clasifican según el grado de libertad.
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Ejemplos de aplicaciones de robots que se utilizan en la industria
Las aplicaciones industriales en donde se utilizan este tipo de robots son muy diversas por lo que vamos a poner algunos ejemplos, donde las principales son las siguientes:
- Trabajos de fundición: fundición de moldes, colocación de piezas en los moldes, transportación de moldes a un lugar de enfriamiento, limpieza y mantenimiento de los mismos.
- Trabajos de soldaduras: estos tipos de robot se emplean en industrias de automóviles, con el fin de realizar soldadura de carrocerías.
- Aplicación de materiales: estos robots se utilizan para dar el acabado de superficies, con materiales como esmaltes, pinturas, lacas, etc.
- Aplicación de selladores y adhesivos: en las industrias de automóviles se utilizan con el fin de sellar parabrisas, ventanas, etc. Aunque otras industrias también las utiliza para otros fines.
- Alimentación de máquinas: se utilizan específicamente en industrias metalúrgicas donde se utilicen prensas.
- En cortes: estos robots son utilizados para cortar diversos materiales con distintos métodos, tales como: chorro de agua, láser, oxicorte, etc.
- Operaciones de montaje: gracias a su rapidez y precisión estos robots se utilizan para ensamblaje de piezas muy pequeñas.
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Cuántos ejes tiene un robot industrial
Los robots industriales se encuentran en continuo proceso de evolución. Además de las tecnologías innovadoras que cada vez se aplican más a la robótica, como la Inteligencia Artificial, la Visión Artificial y la Realidad Virtual sufren continuo desarrollo en su estructura, forma y capacidades. Los robots industriales se caracterizan por su capacidad a la hora de simular las capacidades del brazo humano, y pueden llegar a tener hasta 7 ejes de movimiento.
Historia de los robots industriales y cuál es el nombre del primer robot industrial
En el año 1937, Bill Griffith P. Taylor completó en Inglaterra el robot industrial más antiguo a quien denomino La Grúa, la cual fue construida con piezas de Meccano y accionado por un solo motor eléctrico. Asimismo en el año 1997 Chris Shute logró construir una réplica de este robot.
Por otro lado, George Devol junto con Joseph F. Engelberger en el año 1956 fundaron una compañía llamada Unimation. Esta compañía logró crear máquinas de transferencia programables, con el fin de transferir objetos desde un punto hacia otro a menos de 3 metros de distancia.
Desde hace un tiempo la empresa Cincinnati Milacron Inc de Ohio se convirtió en el competidor de Unimation. Pero en la década de los 70 varios conglomerados japoneses incursionaron en la producción de robots industriales similares.
Víctor Scheinman en el año 1969, creó un sistema eléctrico de seis ejes articulados al robot, diseñados para permitir una mayor movilidad al brazo del robot. Mientras que en el año 1973 la compañía KUKA construyó el robot llamado Famulus, el cual es el primer robot industrial articulado de 6 ejes que se impulsa de manera electrónica.
¿Qué países tienen mayor número de robots instalados?
En 2021 alcanzamos los 3.5 millones de robots instalados en el mundo mientras que en 2022 se alcanzó por primera vez la cifra de 3.9 millones de robots instalados y trabajando en el mundo. Los países que lideran la lista de mayor número de robots por cada 10.000 trabajadores son Corea del Sur, Singapur y Alemania. Según los datos aportados en enero de 2024 por la Federación Internacional de Robótica (IFR), Corea del Sur tiene 1.012 robots por cada 10.000 trabajadores, Singapur llega a los 750 robots y Alemania 415 uds.
Un dato a tener en cuenta sobre la progresión que está teniendo la automatización de los procesos en la industria es que la densidad media de robots instalados en los países se ha duplicado en los seis últimos años. El 79% de los robots que se instalaron en 2022 lo hicieron en China, Japón, EE.UU, Corea y Alemania.
La media en los países en 2022 ha sido de 151 robots por cada 10.000 empleados, siendo los países asiáticos los que están por encima de la media con 168 uds, colocándose Corea del Sur, Singapur, Japón, China, Hong Kong y Taipei Chino entre los diez países del mundo con mayor nivel de automatización. Para que nos hagamos una idea del liderazgo asiático, de los 3.9 millones de robots que actualmente están en activo, más de 2.5 millones se encuentran instalados en Asia.
Si comparamos estos datos con la región de América del Norte (Canadá y EEUU), vemos que su media es de 188 uds por cada 10.000 trabajadores con un total de 492.000 brazos robóticos instalados, mientras que Europa dispone de 728.000 uds instalados.
¿En qué sectores se instalan más robots?
Como no podía ser de otra manera el sector en donde mayor número de robots se instala sigue siendo en la industria automotriz, allí se integran el 30% del total de robots que se instalan. Sin embargo hay otros sectores que están teniendo una fuerte consolidación, como es el caso de la industria electrónica (26%) y la industria del metal (11%).
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