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Robots industriales. Qué es un robot industrial, tipos y ejemplos de robots

Los robots industriales son los robots que se dise√Īan 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 rob√≥tica industrial se est√° adaptando para dar respuesta a los retos de las empresas para integrarse en la Industria 4.0.

A continuación vamos a profundizar en los diferentes tipos de robots industriales que existen, así como las marcas fabricantes, ejemplos y precios de los robots industriales.

Robots industriales y robótica industrial

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 autom√°tica y reprogramables con varios grados de libertad. Con ellos se crean secuencias de trabajo, trayectorias y pueden incorporar sensores Lidar o de fuerza en funci√≥n de la aplicaci√≥n. Es importante se√Īalar, que para ejecutar los procesos industriales se emplea el campo de la ingenier√≠a rob√≥tica donde se define el dise√Īo, estudio y el uso de estos robots industriales.

Robots industriales

Tipos de robots industriales

En la actualidad existen una gran variedad de robots industriales, disponen de sus propias caracter√≠sticas, capacidades, tama√Īos, grados de autonom√≠a y dimensiones. Cada una de estas clases de robots se utilizan en funci√≥n de las aplicaci√≥n que van a desarrollar, ya sea productiva o de log√≠stica. A continuaci√≥n vamos a enumerar las diferentes clases de robots industriales que tenemos a nuestra disposici√≥n en el mercado.

  • Robots cartesianos
  • Robots colaborativos o cobots
  • Robots industriales tradicionales
  • Robots Delta
  • Robots Scara
  • Robots AMR / AGV

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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 incorporaci√≥n de robots a las f√°bricas ha generado un incremento en la precisi√≥n de los trabajos, as√≠ como tambi√©n de la productividad. Adem√°s se est√° produciendo un aumento en la implementaci√≥n de robots colaborativos en el mercado, lo cual sin duda es un beneficio  importante para la integraci√≥n de los robots en las PYMES debido a que pueden trabajar de manera confiable con las personas sin suponer alg√ļn 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.

Fiabilidad y calidad mejorada

Todos los brazos rob√≥ticos que son distribuidos por las marcas fabricantes de robots industriales deben pasar por un proceso previo de estudio y pruebas de repetitividad y carga √ļtil, con la finalidad de garantizar que cuando estos salgan al mercado puedan realizar sus trabajos con precisi√≥n y eficiencia.

Reducción de costos de producción

Un retorno a la inversi√≥n (ROI) r√°pido, permite poder recuperar los costos de la inversi√≥n inicial. Instalar robots industriales genera un impacto positivo en la producci√≥n, ya que se incrementan los tiempos de ciclos. Por ejemplo Estados Unidos ahorrar√° para el a√Īo 2025 m√°s del 22% de los costos laborales gracias a la implementaci√≥n de la rob√≥tica.

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, m√°s a√ļn si tomamos en cuenta los gastos que se deben cubrir como beneficios m√©dicos, el tiempo de compensaci√≥n por accidentes o problemas de salud, el tiempo libre que debe ser remunerado, etc. Por lo que con la implementaci√≥n de robots reducir√≠amos 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. √önicamente significa que estos pueden ser usados como complemento y ayuda de trabajos dif√≠ciles, repetitivos y que puedan representar un riesgo para el trabajador, haciendo a su vez que √©stos puedan desempe√Īar otro tipo de roles donde sean m√°s 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 est√°n dise√Īados para realizar trabajos efectivos y casi perfectos, al implementar estos en la l√≠nea de operaciones de una empresa se reducen el n√ļmero de defectos en los productos, disminuyendo as√≠ 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 ergonom√≠a, es una ventaja importante que ofrece la automatizaci√≥n de los procesos industriales, al lograr desplazar a los trabajadores d las zonas peligrosas y de los trabajos repetitivos. En caso de que interact√ļen con robots colaborativos, por ejemplo, existen en la actualidad muchas opciones de seguridad para que esta interacci√≥n se realice de la manera m√°s efectiva.  

Los robots son de usos m√ļltiples

Disponemos de robots industriales de 6 y de 7 ejes que pueden ser empleados para la realizaci√≥n de m√ļltiples trabajos, que pueden ir desde la soldadura robotizada, empacar, el paletizado de cajas y de sacos, dispensar materiales y productos, cortar l√°minas o el transporte de materiales entre otros. Sus usos son variados, por lo que si de automatizar un proceso se trata, no existen l√≠mites.

Otros beneficios de los robots industriales son:

Actualmente, la comunicaci√≥n existente entre diversas plataformas de datos est√° creciendo r√°pidamente, lo que ha permitido mejorar la eficiencia. Los robots industriales y las diferentes m√°quinas autom√°ticas se pueden comunicar entre s√≠ para poder ofrecerle a los l√≠deres de las empresas informaci√≥n general sobre las producciones que les permiten tomar decisiones mucho m√°s inteligentes acerca de c√≥mo mejorar sus procesos. 

Existen diversos estudios que estipulan que para el a√Īo 2027 el valor del mercado internacional para sistemas rob√≥ticos podr√≠a alcanzar cerca de los 66,48 mil millones de d√≥lares, lo que representar√≠a un avance bastante sustancial en este sector con una mayor implementaci√≥n de la automatizaci√≥n en las empresas.   No cabe duda de que es momento de unirse a esta revoluci√≥n y darle paso a la automatizaci√≥n industrial para disfrutar de las ventajas que √©sta nos ofrece y mejorar nuestros procesos.

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Marcas de robots industriales m√°s 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 m√°s fabricantes de robots industriales de primer nivel como puede ser St√§ubli o Yamaha, del mismo modo que Techman Robot o Doosan en robots colaborativos. Estas compa√Ī√≠as se encargan de fabricar los robots y los softwares espec√≠ficos, mientras que las empresas de automatizaci√≥n son las encargadas de instalarlos en los clientes. ¬ŅTe 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 irrupci√≥n de la rob√≥tica colaborativa y los cobots a la industria ha permitido abrir un nuevo escenario productivo. Ahora los robots colaborativos permiten realizar producciones m√°s flexibles para las peque√Īas y medianas empresas, y no solamente por su sencillez a la hora de su puesta en marcha, sino por la f√°cil e intuitiva programaci√≥n del robot y por el reducido precio del robot, lo que conlleva una menor inversi√≥n 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 m√°quina autom√°tica

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 anatom√≠a del humano, en especial en sus extremidades superiores. Incluso en las partes del robot estas caracter√≠sticas se mencionan, ya que cuentan con mu√Īecas, codos, brazos, cintura, etc.

Qué es un robot industrial y marcas de robots industriales
Robot Industrial Kuka

A continuación describimos las principales características de los robots industriales:

  • Grado de libertad: se trata del estado de posici√≥n u orientaci√≥n de cada robot, donde se requiere que cuente con coordenadas independientes. Sus ejes y eslabones que poseen movimientos de rotaci√≥n y traslaci√≥n tienen cierto grado de libertad con relaci√≥n a sus otros ejes.
  • √Ārea de trabajo: es el espacio en el que se desempe√Īar√° el robot, all√≠ se debe visualizar la distancia m√°xima 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 electr√≥nicos convierten energ√≠a mec√°nica a partir de energ√≠a el√©ctrica, hidr√°ulica o neum√°tica. Sistemas de control, transmisi√≥n, 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 tambi√©n se toman en cuenta, ya que all√≠ se presenta resistencia normal del cuerpo cuando existe rotaci√≥n, y por ende existe cambio de velocidad. Los giros limitar√°n 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 m√°ximo 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 mec√°nicos.
  • Cadenas cinem√°ticas: 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.

Robots industriales

Clasificación de los distintos tipos de robots que existen

  • Robots manipuladores: son los m√°s comunes en las industrias, gracias a que poseen un sistema de control b√°sico y bajo coste. Las m√ļltiples tareas que realiza son repetitivas y sencillas. Se subdividen en tres tipos, de secuencia fija, secuencia variables y forma manual.
  • Robots de repetici√≥n: Son los robots que tienen la funci√≥n 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 c√≥digo en un programa espec√≠fico del ordenador con la finalidad de que d√© √≥rdenes 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 aut√≥noma.
  • Microrobots: Los microrobots o los nanorobots se encuentran actualmente en fase de investigaci√≥n y desarrollo. El objetivo de este tipo de robots son para aplicaciones de entretenimiento, educacionales, medicina o de investigaci√≥n.
  • Bots. Los bots son programas inform√°ticos dise√Īados por los programadores y sirven para recopilar datos e informaci√≥n de manera automatizada. En la √ļltima d√©cada se han integrado para dar servicio a los call center e interactuar con los clientes.

Otros tipos de robots industriales son los siguientes:

  • Cil√≠ndricos: poseen una columna vertical que gira sobre su base. Las industrias suelen utilizarlos para ensamblaje, manipular herramientas, hacer soldaduras por punto y manipulaci√≥n en m√°quinas de fundici√≥n a presi√≥n.
  • Scara: con cuatro grados de libertad, estos robots se caracterizan por tener un r√°pido ciclo de trabajo, un amplio campo de aplicaci√≥n 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 √°rea esf√©rica, gracias a sus articulaciones.
  • Angulares: posee articulaciones que dan movimiento al robot tanto rotacional como angular, logrando que el brazo efect√ļe movimientos de interpolaci√≥n lineal
  • Paralelos: este tipo de robot cuenta con cadenas cinem√°ticas cerradas, en donde varias cadenas cinem√°ticas seriales independientes hacen que la plataforma m√≥vil y la base se conecten, estas se clasifican seg√ļn 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 fundici√≥n: fundici√≥n de moldes, colocaci√≥n de piezas en los moldes,  transportaci√≥n 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 autom√≥viles, con el fin de realizar soldadura de carrocer√≠as.
  • Aplicaci√≥n de materiales: estos robots se utilizan para dar el acabado de superficies, con materiales como esmaltes, pinturas, lacas, etc.
  • Aplicaci√≥n de selladores y adhesivos: en las industrias de autom√≥viles se utilizan con el fin de sellar parabrisas, ventanas, etc. Aunque otras industrias tambi√©n las utiliza para otros fines.
  • Alimentaci√≥n de m√°quinas: se utilizan espec√≠ficamente en industrias metal√ļrgicas donde se utilicen prensas.
  • En cortes: estos robots son utilizados para cortar diversos materiales con distintos m√©todos, tales como: chorro de agua, l√°ser, oxicorte, etc.
  • Operaciones de montaje: gracias a su rapidez y precisi√≥n estos robots se utilizan para ensamblaje de piezas muy peque√Īas.

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Cu√°ntos 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 cu√°l es el nombre del primer robot industrial

En el a√Īo 1937, Bill Griffith P. Taylor complet√≥ en Inglaterra el robot industrial m√°s antiguo a quien denomino La Gr√ļa, la cual fue construida con piezas de Meccano y accionado por un solo motor el√©ctrico. Asimismo en el a√Īo 1997 Chris Shute logr√≥ construir una r√©plica de este robot.

Por otro lado, George Devol junto con Joseph F. Engelberger en el a√Īo 1956 fundaron una compa√Ī√≠a llamada Unimation. Esta compa√Ī√≠a logr√≥ crear m√°quinas 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.

V√≠ctor Scheinman en el a√Īo 1969, cre√≥ un sistema el√©ctrico de seis ejes articulados al robot, dise√Īados para permitir una mayor movilidad al brazo del robot. Mientras que en el a√Īo 1973 la compa√Ī√≠a KUKA Rob√≥tica construy√≥ el robot llamado Famulus, el cual es el primer robot industrial articulado de 6 ejes que se impulsa de manera electr√≥nica.

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