¿Debemos dejar de hablar de cobots y empezar a hablar de células colaborativas?
Durante años se ha asociado la robótica colaborativa con la idea sencilla y muy atractiva: que un robot colaborativo se trata de robot que puede trabajar junto a personas sin necesidad de vallado de seguridad. Es una primera aproximación rápida para entender de qué va un cobot, pero la realidad industrial es a menudo bastante más compleja.
Y es que, un robot por sí solo, no es una aplicación con funciones.
Cuando ese robot sale de la caja y entra en una fábrica, empieza a formar parte de un sistema mucho más amplio: se instala una herramienta, manipula una pieza, comparte espacio con otros equipos y, en muchos casos, interactúa directamente con personas. Es entonces cuando la pregunta correcta cambia.
Ya no basta con preguntarse si el robot es colaborativo. La pregunta que debería hacerse cualquier responsable de automatización es: ¿es colaborativa y segura la aplicación completa que hemos construido alrededor del cobot?
Y aquí es donde conceptos como aplicación colaborativa y célula colaborativa empiezan a tener cada vez más sentido en la práctica industrial.
Un cobot no es una célula colaborativa
Un cobot es un robot diseñado para facilitar determinados escenarios de interacción entre personas y máquinas. Sus funciones de seguridad y sus características técnicas, alineadas con la norma ISO 10218 y con la especificación técnica ISO/TS 15066 (que desarrolla los requisitos específicos para la colaboración persona-robot), pueden permitir desarrollar aplicaciones colaborativas. Pero eso no significa que cualquier aplicación construida alrededor de ese robot sea automáticamente colaborativa o segura.
Un ejemplo concreto podría ser: tenemos un robot colaborativo que, por sus características, puede trabajar en un entorno con operarios. Ahora añadimos una herramienta. ¿Es lo mismo una pinza para manipular una pieza ligera que una herramienta de corte, un atornillador o una herramienta de soldadura? Evidentemente no. Tampoco es lo mismo manipular una pieza de 200 gramos que una de 35 kg, trabajar a baja velocidad que a velocidad elevada, o instalar el robot en un espacio abierto que junto a un transportador, una mesa y otros equipos donde el operario trabaja a pocos centímetros del brazo robótico.
El robot puede ser el mismo y, en cambio, la aplicación resultar mucho más compleja. Por eso, hablar únicamente de la parte del cobot puede llevar a simplificar demasiado una cuestión que requiere analizarse el conjunto.
Los cuatro elementos que determinan la seguridad de una aplicación robótica colaborativa
En una aplicación colaborativa intervienen muchos elementos. El robot es uno de ellos, pero no necesariamente el único que determina el nivel de riesgo. Hay cuatro factores que deben analizarse siempre de forma conjunta:
1. La herramienta final (efector)
La herramienta montada en el robot puede cambiar radicalmente las características de la aplicación. Una pinza, un sistema de vacío, un atornillador, una cuchilla o una herramienta de soldadura presentan riesgos muy diferentes entre sí. Incluso una herramienta aparentemente sencilla puede incorporar elementos que deben analizarse: puntos de atrapamiento, aristas, partes móviles o superficies que puedan generar lesiones en caso de contacto.
El robot puede limitar su fuerza o su velocidad. Eso no convierte automáticamente en segura cualquier herramienta que instalemos en su extremo.
2. La pieza manipulada
También importa qué estamos moviendo. El peso, la geometría, la rigidez, las aristas, la temperatura o la propia inercia de una pieza pueden modificar significativamente el riesgo de la aplicación. No es lo mismo que el robot transporte una pequeña pieza de plástico redondeada que una pieza metálica pesada con bordes cortantes.
En robótica colaborativa no basta con analizar el comportamiento del robot. Hay que analizar también qué lleva el robot en sus manos.
3. El entorno de trabajo y el layout de la instalación
Una célula colaborativa no existe aislada del resto de la fábrica. Puede haber mesas, transportadores, máquinas próximas, estructuras o columnas que condicionen el movimiento de las personas y del robot. Un mismo movimiento del robot puede tener consecuencias muy diferentes dependiendo del entorno: no es lo mismo un contacto en un espacio abierto que una situación en la que una persona pueda quedar atrapada entre una parte móvil y una estructura fija.
El layout de la instalación y el entorno real de trabajo forman siempre parte del análisis de riesgos.
4. La programación y las trayectorias
La forma en que se programa el robot es fundamental. Las trayectorias, las velocidades, las aceleraciones, los movimientos inesperados, los cambios de programa o los reinicios después de una parada son aspectos que deben considerarse en el diseño de la aplicación.
Una aplicación colaborativa no consiste en activar una función de colaboración y empezar a producir. Hay que entender cómo se comportará el sistema en condiciones normales y, sobre todo, qué puede ocurrir cuando algo no sale como estaba previsto. Porque en una fábrica, tarde o temprano, algo no sale como estaba previsto. Y es precisamente ahí donde una buena ingeniería de automatización marca la diferencia.
Una aplicación colaborativa no consiste en activar una función de colaboración y empezar a producir. Hay que entender cómo se comportará el sistema
Colaborativo no significa sin riesgo
Este es probablemente el concepto más importante que debería quedar claro. La robótica colaborativa no elimina el riesgo. Lo que permite es diseñar determinados escenarios en los que personas y robots pueden compartir un espacio de trabajo bajo unas condiciones de seguridad definidas. Y eso es muy diferente.
En una aplicación colaborativa pueden existir diferentes estrategias y niveles de interacción entre personas y robots. Dependiendo del proceso, puede ser necesario limitar la velocidad, la fuerza o la energía, establecer determinadas distancias de seguridad o utilizar funciones de seguridad específicas recogidas en la ISO/TS 15066 para las distintas modalidades de colaboración. Y en algunos casos, la solución más segura seguirá siendo instalar una protección física o separar determinadas operaciones.
No hay una única respuesta válida para todas las aplicaciones. La pregunta no debería ser si un cobot necesita o no necesita una valla. La pregunta correcta es: ¿qué medidas de seguridad necesita esta aplicación concreta?
Dos cobots iguales, dos aplicaciones completamente diferentes
Para ilustrar esta diferencia, imaginemos dos empresas que compran exactamente el mismo modelo de robot colaborativo:
La primera lo utiliza para manipular pequeñas piezas de plástico y depositarlas en una bandeja, en un espacio amplio y con baja interacción con operarios.
La segunda utiliza el mismo robot para manipular componentes metálicos de gran tamaño, con una herramienta que presenta riesgos adicionales, junto a una línea de producción donde trabajan varios operarios a poca distancia.
El robot es el mismo. La aplicación no. Y eso es precisamente lo que hace que la evaluación de riesgos sea tan importante: la seguridad no se puede determinar únicamente mirando la ficha técnica del robot. Hay que estudiar el conjunto y el uso previsto.
El papel de la evaluación de riesgos en una célula colaborativa
Diseñar una aplicación colaborativa requiere analizar cómo va a funcionar realmente el sistema en todas sus fases de uso. Las preguntas que deben responderse antes de poner en marcha cualquier célula colaborativa incluyen:
- ¿Qué movimientos realizará el robot y a qué velocidad?
- ¿Qué herramienta utilizará y qué riesgos presenta?
- ¿Qué pieza manipulará y cuáles son sus características?
- ¿Dónde estará el operario durante el ciclo normal de producción?
- ¿Qué ocurre si una persona entra en la zona de trabajo durante el ciclo?
- ¿Qué sucede después de una parada y tras un reinicio?
- ¿Qué ocurre durante las operaciones de ajuste, limpieza o mantenimiento?
Una aplicación nunca debería diseñarse pensando únicamente en las condiciones ideales de funcionamiento. Hay que pensar también en el día a día: en el operario que necesita acceder a la máquina, en el cambio de formato, en la pieza que se atasca, en el mantenimiento, en el reinicio de la instalación. Es ahí donde se demuestra si una solución ha sido realmente bien diseñada.
¿Qué cambia con el nuevo Reglamento Europeo de Máquinas?
El marco normativo europeo también refleja esta necesidad de analizar las máquinas desde una perspectiva global. El Reglamento (UE) 2023/1230 relativo a las máquinas sustituye a la anterior Directiva de Máquinas (2006/42/CE) y será de aplicación general a partir del 20 de enero de 2027.
Uno de los aspectos clave es que, cuando un robot se integra en una máquina o en un conjunto de máquinas, no basta con considerar las características del robot de forma aislada. La evaluación de riesgos y la conformidad deben considerar la máquina o conjunto resultante, teniendo en cuenta su uso previsto y los riesgos derivados de la integración de todos sus componentes.
Esto tiene una implicación directa para los integradores de sistemas y los fabricantes de maquinaria: la afirmación «el robot tiene marcado CE, así que la célula es segura» es una simplificación que no refleja correctamente la realidad. El marcado CE del robot no sustituye la evaluación de conformidad que corresponde a la máquina o conjunto en el que se integra.
Este cambio de perspectiva es fundamental para cualquier empresa que diseñe, integre o ponga en servicio células robotizadas a partir de 2027.
El nuevo Reglamento (UE) 2023/1230 en uso a partir de 2027, relativo a la seguridad de las máquinas, cambia la perspectiva a la hora de diseñar o integrar un servicio de células robotizadas.
De «comprar un cobot» a «diseñar una aplicación colaborativa»
Esta afirmación es el verdadero cambio de mentalidad que la industria necesita. Ya que durante muchos años, las conversaciones sobre automatización empezaban con la pregunta: ¿qué cobot podemos comprar?
Pero, en cambio, una conversación de ingeniería podría empezar con preguntas un poco diferentes:
- ¿Qué queremos automatizar y cómo es el proceso actual?
- ¿Qué tareas realizará el robot y con qué herramienta?
- ¿Qué piezas vamos a manipular y cuáles son sus características?
- ¿Cómo van a interactuar las personas con la instalación?
- ¿Qué riesgos existen en cada fase del ciclo de vida de la máquina?
A partir de esas respuestas podremos decidir si necesitamos un robot colaborativo, una aplicación tradicional con protecciones, una combinación de ambas o una solución diferente. El robot debería ser una parte de la solución, y no el punto de partida de todas las decisiones.
Entonces, ¿debemos dejar de hablar de cobots?
No, ya que el término cobot sigue siendo útil y describe la tecnología que ha cambiado la forma de plantear algunas aplicaciones de automatización. Pero sí deberíamos dejar de utilizarlo como sinónimo de robot seguro sin vallado, porque esa asociación puede generar expectativas equivocadas e, incluso, comprometer la seguridad de algunas instalaciones.
Es más preciso hablar de aplicaciones colaborativas por un lado, y células colaborativas por otro, dos conceptos diferenciados que obligan a mirar más allá del brazo robótico y a pensar en todo lo que sucede a su alrededor.
Porque una solución colaborativa no se define únicamente por el robot que utilizamos, si no que se define por cómo hemos diseñado el conjunto: la herramienta, la pieza, el entorno, la programación, la interacción con las personas y, sobre todo, la ingeniería que hay detrás.
En SIT Automation creemos que la pregunta correcta no es si un robot es colaborativo. La pregunta es si la aplicación completa está diseñada para trabajar de forma segura, eficiente y adecuada al proceso real.
Esa diferencia, aunque pueda parecer solo una cuestión de palabras, cambia por completo la manera de abordar un proyecto de automatización. Porque el futuro de la robótica colaborativa no está únicamente en el cobot. Está en la célula que somos capaces de diseñar alrededor de él.
¿Estás diseñando una aplicación colaborativa y necesitas asesoramiento técnico? Contacta con el equipo de SIT Automation Ibérica. Te acompañamos desde el análisis del proceso hasta la puesta en marcha de la célula:
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