La robótica colaborativa cambia la industria del automóvil para adaptarse a la velocidad de los cambios

Una frase rescatada de Henry Ford: "Si hubiera preguntado a la gente qué quería, me habrían contestado 'caballos más rápidos'". En vez de eso, el padre de la fabricación en cadena le ofreció al mundo el coche Modelo T. Relativamente barato, eficiente (para aquellos tiempos, 1908) y, desde luego, más veloz que un caballo.

Es una referencia que le sirve a Jordi Pelegrí, country manager para España y Portugal de Universal Robots (UR), para ejemplificar que "en cualquier cambio necesitamos romper ciertas barreras y no todo son ventajas", porque los usuarios tienen reticencias ante las nuevas tecnologías. Los usuarios en este caso serían los fabricantes de coches.

La cita venía a cuento para una jornada dedicada a la entrada de los 'robots colaborativos' (cobots) en un mundo ya robotizado desde hace décadas, bajo el título 'Reconversión y oportunidades en la industria del automóvil'.

"La colaboración no es sólo que el robot pueda tener contacto con los seres humanos, sino que la haya también entre empresas y los distintos productos que necesitamos para integrar en una solución. Para nosotros es la clave fundamental", resume Pelegrí.

El concepto de industria 4.0 ("No hemos acabado la 4.0 y ya estamos hablando de la 5.0", ironiza Víctor Pavón, CEO de Robot Plus), quien replantea el uso de la robótica como un elemento flexible, programable, móvil y asociado a un ecosistema que añade elementos intercambiables.

El mundo de los cobots

En el caso de los brazos articulados de UR, los accesorios pueden ser garras, pinzas, sensores, visión computerizada y otras piezas añadidas "a la medida del cliente" (Pavón) fabricadas con impresión 3D, además de un acercamiento en el área de acción que cambia la relación física de la máquina con el trabajador.

Precisamente un ingeniero en la planta de motores valenciana de Ford, Daniel Llin, dedicado específicamente al área de los cobots, y que admite desconocer la cifra exacta de robots industriales instalados en su factoría, aporta este dato: "A finales de año tendremos 45 instalaciones de robótica colaborativa. Poniendo todos los robots industriales y los colaborativos en el mismo saco, tendremos unos 50 o 60, y en esta planta estaremos unos 800 [trabajadores]". Es decir, unas 15 personas por cada robot.

Su proyecto empezó experimentando con un cobot que colocaba bujías en 2016. El año siguiente instalaron otros 10 y entre 2018 y 2019 crearon su propio estándar para programarlos y establecer una arquitectura "para reducir el coste y que todo el personal de mantenimiento pudiese manejar todos estos robots".

El modo en que la robótica colaborativa cambia la industria del automóvil es radical, incluso partiendo de la más que consolidada utilización de 'robots industriales'. Empezando por la instalación física.

El ingeniero de Universal Robots explicando el funcionamiento de los cobots.

"Los robots industriales siempre han estado enjaulados. Cerrados con un candado. Sólo podías acceder abriendo la puerta y deshabilitando todo aquello que era peligroso", describe Llin. "En cambio, con los cobots puedes interaccionar de manera muy sencilla y sin ninguna barrera. Puedes trabajar con ellos hasta en el mismo puesto, de manera 100% colaborativa".

"Para nosotros es muy importante, ya que nuestra planta tiene bastantes años y tenemos unas necesidades de espacio. Una máquina industrial con un vallado ocupa bastante. En cambio, una solución de robótica colaborativa es muy minimalista", añade, mostrando imágenes de un bazo en 'modo 3', dotado de un escáner que detecta si un operario entra su área de acción y se detiene.

Las máquinas que funcionan en 'modo 4' no necesitan siquiera dispositivos de seguridad adicional que acoten el área de trabajo. Son sensibles al contacto o una presencia no prevista de un objeto o persona, para detenerse o ralentizar su acción y permiten la plena integración en una zona de trabajo.

"Prácticamente la huella de estas estaciones [el espacio que ocupan] es irrisoria y para nosotros es muy ventajoso, porque es una planta vieja, todo está un poco comprimido y es muy difícil muchas veces automatizar una tarea porque no ves dónde puedes meter el robot", explica Llim.

"Otra de las de las ventajas, frente a la maquinaria tradicional, es que este robot, es mucho más flexible", indica el ingeniero, mostrando un dispositivo que aplica tornillos. "Una máquina industrial, si llega un derivado [una pieza] en el cual los orificios no están en la misma posición, estará obsoleta desde el minuto uno. En cambio, los cobots son tan fáciles de programar que, simplemente, cambiamos los puntos, los ajustamos para ese modelo y sigue funcionando".

Además, "estos robots son sensibles, no sólo para para sus funciones de seguridad, sino también para poder utilizar los sensores de fuerza que llevan integrados, para distintas aplicaciones. Podemos así automatizar tareas que de otra manera no podríamos".

Hacia la inteligencia artificial

El siguiente paso es aplicar inteligencia artificial a los cobots. Ya hay en el mercado "soluciones de mantenimiento predictivo", subraya Llim, pensando en ir más allá: "También nos gustaría explorar que sean un poco más autónomos que ahora y tengan un cierto aprendizaje, ya sea utilizando machine learning o soluciones de IA. Y nos gustaría utilizar soluciones de visión en 3 D, no sólo para hacer inspecciones y chequeos de calidad, sino también poder coger piezas que vienen a granel, en la orientación correcta".

Algo así ya lo está desarrollando Nutai, un integrador español de soluciones para UR, cuyo responsable de desarrollo de negocio, Enrique Vacas, muestra "un proyecto de visión 3D, con dos tecnologías muy interesantes, la de lente líquida y la tecnología de luz ultravioleta".

Es una instalación en Reino Unido con "dos robots UR 10, que van chequeando todos los puntos, dentro del plan de control del montaje del vehículo". Las cámaras que utilizan para su inspección los brazos articulados llevan protectores a medida, hechos mediante impresión aditiva.

Vacas añade la posibilidad de usar "un software que permite, de forma segura, controlar remotamente los cobots, y tener el panel de control en tu dispositivo, un tablet o un PC".

Y también va un paso más allá: "Estamos trabajando a medio y largo plazo -en automoción medio plazo son tres años y largo plazo, cinco- en nuestro departamento de I+D. Nuestro proyecto más estratégico es Acroba, sobre robótica cognitiva".

"Es uno de los puntos fuertes de la robótica del futuro", prosigue, "que pretende la adaptación de la forma más automática y rápida posible de las instalaciones al entorno de trabajo real. Todos los procesos de fabricación masiva, sobre todo en automoción, son cada vez más flexibles y requieren que las instalaciones automáticas se adapten al modelo que tienen que fabricar de la forma más rápida y robusta".

"El proyecto Acroba, en el que participamos dentro de un consorcio con 17 empresas, institutos tecnológicos y universidades europeas, trabaja en este desarrollo y va a ser un pilar importante, a nivel industrial en un periodo de cuatro o cinco años", concluye.

Pavón, cuya compañía hace tareas de asesoría y consultoría, indica otra ventaja del nuevo tipo de robótica colaborativa: "Cuando el cliente así lo requiere, ofrecemos hacer pruebas de concepto o análisis más en detalle, antes de adquirir algún cobot, el alquiler o incluso el renting de estos equipos".

"Somos capaces de desarrollar en un simulador, en nuestros laboratorios, las condiciones de trabajo que el cliente pretende dentro de su proyecto y su instalación. Comprobar que las condiciones se pueden cumplir tanto en aspectos cinemáticos del proceso como como en tiempos de ciclo, repetitividad y todo lo que necesita" explica.

También "hay clientes que nos piden que las hagamos en sus propias instalaciones y lo que hacemos es desplazarnos y verificamos in situ si el robot se adecúa al proceso".

Cambio acelerado

En la industria del automóvil, sometida a cambios muy acelerados y con grandes incógnitas sobre su estructura futura, en cuanto al tipo de coches que fabricará y el tipo de clientes a los que venderá, la velocidad de adaptación al cambio también se acelera: "En Ford teníamos cambios de modelos aproximadamente cada cuatro años y ahora, en dos años acabamos de tener dos cambios de modelos…", señala Llim.

"Hemos entrado en una dinámica de un mundo cambiante. Ahora mismo hay que estar ágiles, con los ojos abiertos y que no pase ninguna oportunidad", sentencia.

Y eso lleva a la cuestión recurrente en todas las industrias de la necesidad de talento para replantear la nueva proyección. "Tenemos un problema futuro, que es el déficit de personal cualificado" conviene Víctor Pavón.

"Cuando hablo de personal cualificado me refiero personal técnico, ingenieros, técnicos superiores… A pesar de que somos el cuarto país de Europa en número de robots por empleado, y el décimo del mundo, según la IFR [Federación Internacional de Robótica], vamos a necesitar a corto plazo dotar a la industria de personal y de técnicos, digamos bastante cualificados. Uno de los frenos para las pymes, sobre todo españolas, es no disponer, o tener miedo a no disponer, del personal cualificado suficiente para abordar este cambio tan estratégico".

Aún así, Josep Nadal, manager del clúster de la industria del automóvil de Cataluña, advierte con rotundidad que "si España quiere mantener la posición como número dos [europeo], y novena a nivel mundial, es muy importante, que las empresas sigan invirtiendo y apostando por estas nuevas tecnologías como clave para mantener los niveles de competitividad que ahora tienen".

Una competitividad que, según opinión generalizada de casi todos los intervinientes no procede, precisamente, de tener la mano de obra más barata sino de la capacidad de automatización.