La industria del metal, tradicionalmente conocida por su fuerza y resistencia, está experimentando una transformación sin precedentes gracias a la influencia de la robótica en sus procesos de fabricación. Este cambio no solo está revolucionando la eficiencia y la calidad de los productos, sino que también está redefiniendo los estándares de seguridad laboral y la accesibilidad de la automatización en toda la industria.

“En el sector del metal, estamos presenciando un cambio significativo en el paradigma operativo. Hasta hace poco, los robots se habían empleado principalmente en aplicaciones de soldadura, con una presencia limitada en las pequeñas y medianas empresas de la industria automotriz, así como en tareas que no requerían una repetición constante. Sin embargo, recientemente hemos observado un auge en la adopción de robots colaborativos, tanto en aplicaciones de soldadura como en la alimentación de máquinas herramienta. Lo que indica una evolución significativa en la forma en que se concibe y se implementa la automatización en esta industria”, subraya Jordi Pelegrí, Country Manager de Universal Robots en España y Portugal.

“La influencia de la robótica en los procesos de fabricación de la industria del metal es profunda y multifacética. La introducción de robots en estas operaciones ha supuesto una transformación radical en la eficiencia, repetición y seguridad de los procesos. En lo referente a las ventajas que ofrece, éstas son abundantes: desde la reducción de costos operativos y la optimización del uso de materiales hasta la mejora significativa en la calidad del producto final. Además, los robots pueden trabajar en entornos peligrosos o difíciles para los humanos, lo que aumenta la seguridad laboral y minimiza los riesgos de accidentes”, apunta Germán Artuso, Robotics Systems Manager de Yaskawa. “La capacidad de los robots para operar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, sin fatiga, garantiza una producción continua y consistente, lo que se traduce en una mayor productividad y rentabilidad para las empresas del sector. Por último, con el desarrollo de nuevas soluciones colaborativas, estas ventajas están llegando de una manera cada vez más habitual a las pequeñas y medianas empresas; extendiendo los beneficios de la robótica a un tipo de compañías que conforman la mayor parte del tejido industrial español”, destaca. 

Para Sergio Martín, Managing Director de ABB Robotics, la robótica está teniendo un impacto muy significativo en los procesos de fabricación de la industria del metal. “ABB Robotics destaca como líder indiscutible en esta transformación con sus soluciones de robótica y digitalización. Desde la automatización robótica avanzada hasta la flexibilidad en respuesta al cambio de demanda, ABB está impulsando una revolución que redefine los estándares de eficiencia y calidad en la fabricación de metal. Los robots industriales de última generación dotados de IA han creado un nuevo paradigma de automatización adaptable, donde los robots pueden ajustarse en tiempo real a cambios en la producción y ejecutar tareas cada vez más complejas, asegurando al mismo tiempo la calidad del producto, la eficiencia y la velocidad de producción. Los robots colaborativos permiten la automatización de tareas repetitivas y son claves para impulsar la eficiencia, mejorar la calidad y aumentar la productividad de las plantas industriales, pudiendo al mismo tiempo compartir el área de trabajo con los trabajadores. En conjunto, estas soluciones de ABB Robotics no solo mejoran la eficiencia en los procesos de producción de la metalurgia, sino que también elevan la calidad, la seguridad y la flexibilidad en la fabricación de metal. La integración de estas tecnologías de IA fortalece la posición de ABB Robotics como líder en la transformación digital de la industria del metal”, explica.

Por su parte, Luis Díez, director general de Elmeq, afirma: “Estamos detectando un incremento importante en las peticiones para realizar herramientas robóticas, por ejemplo, en robots de soldadura, o bien pinzas eléctricas y, por último, en AGVAMR de gran capacidad para mover piezas de gran preso. También todo el mercado de maquina-herramienta presenta evoluciones importantes en automatización”. 

Elegir el robot adecuado: Adaptabilidad y colaboración

“Existen diferentes tipos de aplicaciones de robótica aptas para la industria del metal y ABB dispone de un porfolio completo de robots para cubrir todo tipo de procesos en la fabricación de metales: sujeción y manipulación de piezas durante el procesamiento, manipulación de materiales entre operaciones, apilado/desapilado, paletización/despaletización, recolección, atención de máquinas CNC, logística y transporte de materiales. Los brazos robóticos son muy útiles para trabajar con precisión y velocidad en tareas como el ensamblaje, manipulación o atornillado. Cuando se trata de acabado y tratamiento de superficies, nuestros robots proporcionan la precisión repetitiva requerida para una calidad constante de las piezas. Los robots de 6 ejes son ideales para operaciones de corte complejas que utilizan láser, oxígeno, plasma o herramientas mecánicas tradicionales. El software Machining PowerPac de ABB, garantiza una programación sencilla y un gran rendimiento. ABB ha desarrollado una gama de sistemas robotizados flexibles para aplicaciones de soldadura, plegado de chapa y pintura. Por otro lado, los robots colaborativos, también conocidos cobots, se caracterizan por estar diseñados para trabajar junto a personas, ofreciendo una gran seguridad y adaptabilidad a los flujos de trabajo”, indica Martín. El Managing Director recuerda que los procesos de fabricación metálica necesitan altos estándares de calidad y herramientas de inspección y medición confiables. ABB ha desarrollado un sistema de inspección de calidad 3D que simplifica la medición en productos fabricados para inspección final de piezas y medición en línea. Basado en luz estructurada y fotogrametría, la inspección de calidad 3D es capaz de medir imperfecciones que son menos de la mitad del ancho de un cabello humano, a un ritmo más rápido que las herramientas de inspección de medición tradicionales. 3DQI no solo ofrece controles de calidad rápidos y precisos, sino que también reduce los costosos reprocesos y desechos. “En cuanto a robótica móvil, la movilidad de los robots facilita la rápida reconfiguración de líneas de producción, reduciendo el time-to-market y proporcionando una respuesta ágil y flexible a las cambiantes demandas del mercado. ABB ha adquirido recientemente la compañía Sevensense Robotics, líder mundial en visión y navegación con inteligencia artificial. Esta estratégica adquisición nos posiciona como la única empresa de robótica con VSlam en nuestro portafolio. La nueva tecnología Visual Simultaneous Localization and Mapping aplicada a los AMRs mejora su capacidad para navegar de manera autónoma y precisa en entornos complejos, permitiendo una planificación de rutas más inteligente y mejorando la eficiencia en la gestión de materiales y logística. Avanzamos hacia nuestra visión de lugares de trabajo tecnológicos con robots autónomos habilitados con IA en redes de células de producción dinámicas”, afirma.

Por su parte, Jordi Pelegrí, comenta: “En la industria del metal, la variedad de procesos y aplicaciones demanda soluciones robóticas igualmente diversas. Los cobots destacan en este ámbito debido a su versatilidad y capacidad para trabajar de manera segura junto a los trabajadores. Su flexibilidad los convierte en una opción ideal para una amplia gama de tareas, desde la soldadura y el lijado hasta la manipulación precisa de piezas y la alimentación de máquinas en las líneas de producción. Al final, la elección del tipo de robot más adecuado depende en gran medida de las características específicas de cada aplicación. Aspectos como el peso de las piezas a manipular y la complejidad de las operaciones son determinantes en esta decisión. Por ejemplo, el UR30 de Universal Robots, con su capacidad para manejar hasta 30 kilos de carga, se presenta como una opción atractiva para tareas que requieren levantar y mover elementos más pesados en entornos metalúrgicos”.

A la hora de la elección del robot más adecuado para la industria del metal, Germán Artuso establece varios factores a tener en cuenta como el tipo de tarea a realizar, el entorno de trabajo y la interacción con los operadores humanos. “Los anteriormente mencionados cobots son particularmente valiosos en este contexto, ya que pueden trabajar codo a codo con los trabajadores humanos, aumentando la eficiencia y la flexibilidad de la producción. Con una particularidad en este sector: aunque la aplicación se realice con un robot colaborativo, siempre recomendamos a nuestros clientes la implementación de una zona de seguridad en aplicaciones de soldadura, corte láser… Más allá de las aplicaciones en las que pueda resultar especialmente interesante la solución a través de robots colaborativos, los robots de 6 ejes suelen aportar un gran abanico de soluciones en esta industria, permitiendo estandarizar algunos de los procesos de producción con los más altos parámetros de calidad y seguridad (soldadura por puntos, soldadura por arco, corte láser…)”, destaca el Robotics Systems Manager de Yaskawa. Cada vez más, se están diseñando robots para mover cargas más pesadas, siendo muy útiles para la industria del metal. A este respecto, Luis Díez, explica: “Los AMR están pensados para transportar y mover elementos y piezas de gran carga de una forma más segura. Su uso facilita y automatiza procesos, además de aumentar la productividad y seguridad en la industria del metal. Por otro lado, en procesos repetitivos, el disponer de herramientas eléctricas adecuadas para incorporar en robots, facilita y aumenta la productividad en tareas repetitivas”.

La industria del metal en la vanguardia

“Si bien la industria del automóvil es la que más ha apostado por la implementación de soluciones de automatización y robótica, aquellas relacionadas con el mismo han sido también de las que le han seguido el paso. En este sentido, por razones evidentes, la industria del metal ha sido pionera en la adopción de soluciones robóticas, es importante reconocer que otros sectores también han avanzado significativamente en este ámbito. Sin embargo, la metalurgia sigue siendo un campo fértil para la innovación y la mejora continua, necesitando para mantenerse a la vanguardia, invertir en investigación y desarrollo de nuevas tecnologías, como la integración de sistemas de inteligencia artificial y aprendizaje automático para optimizar la planificación y ejecución de procesos de fabricación. Además, se pueden explorar nuevas aplicaciones para la robótica, como la automatización de tareas de mantenimiento predictivo y la personalización de productos para satisfacer las demandas cambiantes del mercado”, afirman desde Yaskawa. En líneas similares, Elmeq argumenta que “el sector más avanzado en robótica es el del automóvil. Las fábricas de ensamblaje de coches o la industria auxiliar que la acompaña es donde se instalan más robots. En tecnología, probablemente, el más avanzado es el sector defensa y el de electromedicina”. Desde Universal Robots apuntan que la industria del metal abarca una amplia gama de aplicaciones, lo que la convierte en un sector sumamente diversificado. Existe un notable interés en este campo, en parte debido a la familiaridad que existe con la maquinaria. Esta maquinaria, equipada con control numérico o soluciones que minimizan la necesidad de programación, ha sentado las bases para la adopción de tecnologías avanzadas en diversos procesos, como soldadura, el lijado o la alimentación de máquinas, entre muchos otros. “Por nuestra parte, estamos trabajando en el desarrollando numerosas aplicaciones innovadoras, como por ejemplo el bin picking o la combinación de robótica y visión para la alimentación automática de máquinas. Asimismo, también estamos implementando soluciones específicas para el lijado y explorando métodos de soldadura más avanzados para mejorar aún más la eficiencia y la calidad en la producción metalúrgica. En lo que se refiere a las oportunidades de mejora del sector, destaca la necesidad de que la automatización se acerque aún más a las pequeñas y medianas empresas. Este cambio ya se está empezando a producir y resulta alentador observar cómo algunas empresas de este ámbito están logrando automatizar incluso producciones con volúmenes muy reducidos. Este enfoque inclusivo y accesible tiene el potencial de fomentar una mayor adopción de tecnologías avanzadas en toda la industria, lo que también podría conducir a una mejora significativa en la productividad y la competitividad global”, añaden.

Para ABB la industria del metal ha adoptado rápidamente soluciones avanzadas como la robótica pero no se puede considerar como la pionera. “Varios sectores, como la automoción, la electrónica y la salud, también han sido líderes avanzados en la adopción de soluciones similares. Por ejemplo, la industria automotriz ha sido un pionero destacado en la implementación de robótica avanzada para mejorar la eficiencia en la fabricación y ensamblaje de vehículos. Sectores como la logística han implementado la robótica móvil para la gestión de almacenes y la optimización de rutas de entrega”, destacan. Por ende, elaboran una serie de elementos en los que la industria del metal puede mejorar: 

• Mayor sinergia entre los diferentes componentes tecnológicos podría mejorar la eficiencia y la comunicación entre robótica, simulación, gemelos digitales y sistemas de IA. 
• Invertir en programas educativos y de capacitación para los trabajadores de la industria del metal, a medida que avanzamos hacia un futuro más sostenible, la industria del metal puede explorar aún más cómo la IA y la robótica pueden contribuir a prácticas de fabricación más ecológicas y eficientes en términos de recursos.

Novedades destacadas y aplicaciones en la industria del metal y acero 

Yaskawa, Universal Robots, ABB y Elmeq ofrecen un amplio portfolio de robots aplicables a la industria del metal. “Contamos con multitud de soluciones para el sector, desde células ya estandarizadas hasta desarrollos a medida en función de las necesidades de cada cliente. Nuestra gama AR ha sido creada específicamente para aplicaciones de soldadura por arco; GA para aplicaciones de alta precisión; y SP para aplicaciones de soldadura por puntos, con gran flexibilidad y potencia. Además, contamos con celdas estandarizadas para soldadura, como ARCYIB, ARCWorld, o Weld4Me”, añaden desde Yaskawa. Por su parte, estas últimas las destacan como un ejemplo de caso de uso en el entorno del metal/acero de la compañía. Continuando con las novedades, en Universal Robots cuentan con un amplio portafolio que se adapta a las necesidades específicas de cada cliente. Desde robots diseñados para inspección de alta precisión, como el UR3 con su alcance ultra bajo y peso ligero, hasta modelos más robustos como el UR30 y UR20, capaces de manejar cargas de hasta 30 kg y alcanzar distancias de hasta 1300 mm. “Ademas, contamos con el UR20, que destaca por su impresionante alcance de 1750 mm y una capacidad de carga de 20 kg. Estas nuevas incorporaciones a nuestra línea de productos representan nuestra continua innovación y compromiso con la excelencia en la automatización. Observamos un crecimiento significativo en la demanda de soluciones robóticas en varios sectores, especialmente en el mercado estadounidense. A pesar de que algunos de nuestros modelos pueden alcanzar alcances de hasta 1750 centímetros, es importante destacar que estas aplicaciones tienen una versatilidad sorprendente y pueden adaptarse a una amplia variedad de entornos y necesidades industriales en la actualidad”, apuntan desde la empresa. Con respecto al uso en la industria del metal y el acero, responden: “Un caso de éxito que podemos destacar es el de Seat Componentes, que logró capacitar a un equipo interno para integrar diez cobots de Universal Robots utilizando recursos propios. La empresa necesitaba automatizar la descarga de 18.000 engranajes mecanizados al día en su planta de El Prat. Para ello, optaron por integrar diez robots colaborativos con su propio personal. Esta estrategia les permitió retener el conocimiento especializado en robótica colaborativa dentro de la empresa, lo que resultó en la eliminación de costos adicionales y una mayor agilidad para realizar cambios según las necesidades productivas. Otro ejemplo destacado es el de Portas Euro-Ràpid, una empresa dedicada a la fabricación de accesorios y acoplamientos para tuberías. Las fallas mecánicas estaban ralentizando las operaciones de sus máquinas, lo que resultaba en largos períodos de inactividad con personal limitado disponible para solucionar los problemas. La integración de los cobots UR10 de Universal Robots en cada máquina permitió que cada empleado se encargara de tres máquinas simultáneamente. Como resultado, las máquinas ahora operan a tiempo completo y la capacidad de producción se ha duplicado. Gracias a esta mejora, la empresa pudo duplicar su capacidad de supervisión”. 

Por su parte, ABB dispone de una amplia gama de robótica para la industria del metal, entre los que destacan los últimos lanzamientos, como el Robot colaborativo de última generación GoFa CRB 15000 de 10 y 12 kg, adecuados para la producción de series cortas en pequeños espacios, con inversiones reducidas. El cobot GoFa incorpora una serie de características que le permiten compartir simultáneamente el espacio de trabajo con las personas, sin tener que incurrir en los gastos asociados a barreras físicas y vallados, sin poner en peligro la seguridad, otorgando así máxima flexibilidad y eficiencia. También hacen mención al paquete Cobot Arc Welding de ABB, que es una revolucionaria solución de soldadura colaborativa, que permite a los usuarios nóveles de robots soldar con sólo pulsar un botón “El paquete cobot de soldadura por arco simplifica drásticamente la creación y ejecución de secuencias de soldadura. La principal innovación es el dispositivo Easy Teach que utiliza programación lead-through y botones interactivos para determinar los puntos de soldadura. Instalado en el galardonado cobot GoFa de ABB, el paquete de soldadura es el primero de su tipo que permite a los usuarios programar un robot sin usar una flexpendant. Con el dispositivo Easy Teach, los usuarios pueden generar automáticamente el código de programación simplemente guiando el brazo del robot a lo largo de la trayectoria de soldadura, creando una experiencia de soldadura verdaderamente colaborativa para los usuarios. Por otro lado, acabamos de lanzar al mercado el Robot IRB 930 SCARA, de hasta 22 kg de carga útil, ideal para aplicaciones de alta ABB ha desarrollado un sistema de inspección de calidad 3D que simplifica la medición en productos fabricados para inspección final de piezas y medición en línea. velocidad, como ensamblaje, manipulación, pick & place y atornillado, ideal para el sector metalúrgico. Con un tiempo de ciclo de 0,38 y 0,39 segundos, el IRB 930 es hasta un 5% más rápido que otros robots de su clase, lo que permite fabricar muchos más productos por hora”, anuncian desde la compañía. Finalmente, en lo que a las novedades respecta, Elmeq ofrece motores eléctricos de gran eficiencia en corriente continua, servodrives y electrónica de control y sistemas mecatrónicos. “Aportamos soluciones y sistemas mecatrónicos de movimiento y cubrimos todo el proceso, desde el diseño hasta la fabricación en serie. Una de nuestras novedades es el proyecto MARS by Elmeq (Mobile Autonomus Robotics Solutions) en el que diseñamos subsistemas de movimiento para AMR y AGV. También disponemos de un servicio de diseño y producción de herramientas para robots y, por último, vendemos motores y servodrives, para el sector de la máquina herramienta”, indican. 

“Los motores Brushless CC de Faulhaber, incluidos en el amplio porfolio de soluciones Elmeq, son de gran ayuda para el sector del procesado de metal y plástico. Estos dispositivos han servido para equipar la servopinza de la compañía BMO Automation, facilitando así la carga y descarga automáticas de tornos CNC y fresadoras. El uso de estos componentes en la aplicación proporciona precisión, fiabilidad, flexibilidad y una alta eficiencia. Si nos referimos a casos de uso en la robótica, disponemos de las soluciones de nuestro fabricante Dunkermotoren, muy valoradas en el sector de la intralogística por su modularidad y la electrónica integrada en el motor. Por su parte, los servodrives de Advanced Motion Controls también han conseguido grandes resultados en su integración en Robots Delta para uso en maquinaria de embalaje, testing farmacéutico o médico e impresión 3D”, concluyen.

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Este artículo aparece publicado en el nº 7 de Metales&Máquinas págs. 46 a 51.