Automatización más inteligente y segura con Lexium Cobots de Schneider Electric

Los robots colaborativos (Cobots) desempeñan un papel cada vez más crucial en las instalaciones de fabricación de la Industria 4.0 que priorizan la eficiencia, el alto rendimiento y los estrictos estándares de calidad. Ayudan a afrontar la escasez de mano de obra cualificada y a la variabilidad de la producción, al tiempo que permiten realizar operaciones más seguras y adaptables. Los fabricantes aceleran la adopción de cobots aprovechando la inteligencia artificial (IA), el aprendizaje automático (ML) y las herramientas de ingeniería digital para agilizar la implementación y mejorar el rendimiento. La mayor disponibilidad de productos y la reducción de los costos de implantación siguen reduciendo las barreras de entrada.

Este artículo examina cómo los Lexium Cobots de Schneider Electric permiten una automatización escalable y centrada en el ser humano en diversos sectores, como el envasado, la automoción, las ciencias de la vida, la logística y la electrónica. Destaca la línea completa de robots colaborativos Lexium de seis ejes de Schneider, con capacidades de carga útil de 3 a 18 kg. Abarca opciones de controlador diseñadas tanto para uso autónomo como para integración con arquitecturas de máquinas conectadas.

El artículo también explica cómo los operarios de las instalaciones pueden implantar rápidamente los Cobots Lexium gracias a su construcción ligera, sus funciones de seguridad integradas y su programación intuitiva mediante interfaces de arrastrar y soltar o guiando físicamente el brazo robótico. La integración con el software EcoStruxure™ Machine Expert de Schneider y EcoStruxure™ Machine Expert Twin agiliza la configuración, reduce el tiempo de puesta en marcha y admite entornos de producción conectados y preparados para IoT.

Por último, el artículo repasa las principales ventajas de la sostenibilidad y el rendimiento, que abarcan la reducción del consumo de energía, la disminución de los residuos de materiales y un retorno más rápido de la inversión (ROI). DigiKey ofrece estas soluciones diseñadas por Schneider Electric, ofreciendo un camino práctico hacia una automatización más inteligente, segura y ágil.

Rendimiento colaborativo para flujos de trabajo exigentes

Los Lexium Cobots admiten una amplia gama de aplicaciones de Industria 4.0 que requieren precisión, flexibilidad y capacidades de seguridad integradas. Los casos de uso más comunes abarcan el envasado, la logística y la producción de automóviles, así como el ensamblaje de componentes electrónicos, la fabricación de semiconductores y las ciencias de la vida.

Los Lexium Cobots aprovechan los sensores de par y las funciones de seguridad conformes con la norma ISO/TS 15066 para operar de forma segura junto a trabajadores humanos y otros robots, eliminando la necesidad de una infraestructura de protección física. La alta precisión de la trayectoria y el control constante del movimiento permiten una manipulación precisa y un montaje fino. Sus dimensiones compactas y su flexibilidad mecánica facilitan una rápida redistribución entre estaciones de trabajo, lo que reduce el tiempo de inactividad y favorece la producción justo a tiempo (JIT) y de modelos mixtos.

Alcance y precisión de la carga útil

La gama Lexium Cobot incluye modelos de seis ejes con capacidades de carga de 3, 5, 7, 12 y 18 kilogramos. Cada modelo admite flujos de trabajo de alto rendimiento y precisión de movimiento, con una repetibilidad que oscila entre ±0.0 y ±0.03 mm, en función de la clase de carga útil.

El Lexium Cobot 3KG (LXMRL03S0000) (Figura 1) está diseñado para tareas de precisión como el ensamblaje de piezas pequeñas, la manipulación de muestras y la inspección. Con un alcance de 626 mm y un bastidor ligero de 12 kg, se integra fácilmente en estaciones de sobremesa, carros móviles o células compactas.

Figura 1: El Lexium Cobot 3KG de Schneider Electric presenta una construcción ligera, movimiento en seis ejes y detección de par integrada para permitir un funcionamiento seguro y preciso en entornos colaborativos y con limitaciones de espacio. (Fuente de la imagen: Schneider Electric)

El Lexium Cobot 5KG (LXMRL05S0000) consigue un equilibrio entre la sensibilidad de movimiento y la capacidad de carga, por lo que resulta adecuado para tareas de ensamblaje de componentes electrónicos, sujeción mecánica ligera y recogida y colocación de cargas moderadas. Su alcance de 954 mm y su peso base de 23 kg proporcionan un rendimiento estable y con gran capacidad de respuesta en aplicaciones que exigen un control de movimiento constante, como el montaje de placas de circuitos, la instalación de conectores y las pruebas.

Alcance y carga útil para aplicaciones exigentes

El Lexium Cobot 7KG (LXMRL07S0000) ofrece un alcance de 819 mm y un control de movimiento rápido y sensible para operaciones dinámicas de pick-and-place. Se utiliza habitualmente en líneas de envasado y logística para etiquetar, paletizar, transferir material y fabricar cajas de cartón.

Los modelos Lexium Cobot 12KG (LXMRL12S0000) y Lexium Cobot 18KG (LXMRL18S0000) están diseñados para la manipulación y el montaje de piezas grandes en aplicaciones de automoción. Con alcances de 1.327 mm y 1.073 mm, respectivamente, estos sistemas se adaptan a flujos de trabajo pesados sin comprometer la precisión.

La siguiente tabla resume las especificaciones clave de cada modelo de Lexium Cobot.

Tabla 1: Especificaciones técnicas y casos de uso representativos de Lexium Cobots de Schneider Electric.

Hardware modular y opciones de controlador

Los Lexium Cobots son compatibles con una arquitectura de controlador modular diseñada para adaptarse a clases de carga útil y requisitos de implementación específicos. El controlador compacto (LXMRL00C2000) (Figura 2), por ejemplo, permite una instalación y configuración sencillas en aplicaciones con limitaciones de espacio o de menor carga útil.

Figura 2. El controlador compacto Lexium de Schneider Electric (LXMRL00C2000) presenta una carcasa compacta con interfaces de red y E/S integradas, ideal para simplificar el control en implementaciones de cobot de un solo brazo o de sobremesa. (Fuente de la imagen: Schneider Electric)

Los modelos de menor capacidad, como los Cobots de 3 kg y 5/7 kg, también pueden emparejarse con controladores específicos (LXMRL03C1000 y LXMRL07C1000, respectivamente) para optimizar las funciones de control de movimiento y seguridad para cada clase de carga.

Todos los controladores Lexium Cobot admiten configuraciones de E/S flexibles y compatibilidad con buses de campo para su integración con sistemas de Industria 4.0 de terceros. La plataforma también permite la integración de efectores finales a través de interfaces estándar, con una arquitectura modular que simplifica la reconfiguración y amplía la aplicabilidad a todos los flujos de trabajo e industrias.

Ventajas de la implementación: sencillez, programación y seguridad

Construidos con aleaciones ligeras de aluminio, los Lexium Cobots son hasta 10% más ligeros y 20% más pequeños que otros sistemas comparables. Su formato compacto facilita una integración eficaz en líneas nuevas o en células de trabajo modernizadas, con un montaje flexible en suelos, paredes, techos o plataformas móviles. La instalación y activación se realizan en menos de 30 minutos, lo que reduce el tiempo de preparación hasta en un 50% en comparación con los robots convencionales.

La configuración y la programación son accesibles tanto para ingenieros como para técnicos. Los usuarios pueden programar el movimiento guiando el brazo del cobot o pulsando los botones FREE y POINT del brazo, que fijan las posiciones directamente y eliminan la necesidad de dispositivos externos. Alternativamente, las secuencias de movimiento se pueden programar a través de la intuitiva interfaz de arrastrar y soltar de Schneider Electric en su panel HMI o software. Otras opciones incluyen el software EcoStruxure Cobot Expert para tabletas gráficas basadas en Android.

Los controladores Lexium Cobot Controller 3KG (LXMRL03C1000) y 5/7KG (LXMRL07C1000) (Figura 3) admiten tanto el guiado físico como la programación gráfica, lo que minimiza el tiempo de configuración y acelera la puesta en marcha de la producción.

Figura 3: El controlador de cobot 5/7KG (LXMRL07C1000) de Lexium se ha diseñado para un funcionamiento optimizado del rendimiento con modelos de menor carga útil, integrando control de movimiento avanzado, funciones de seguridad y conectividad en una carcasa resistente e independiente. (Fuente de la imagen: Schneider Electric)

Integración y servicios a nivel de sistema

Los Lexium Cobots se integran con EcoStruxure Machine Expert Software y Machine Expert Twin, lo que permite la configuración virtual y la simulación antes de la implementación. Los ingenieros pueden validar el posicionamiento del robot, la interacción con el efector final y las restricciones del espacio de trabajo para identificar posibles colisiones o ineficiencias. Estas herramientas ayudan a acortar la puesta en servicio, reducir la depuración in situ y optimizar el rendimiento del ciclo de vida mediante pruebas y perfeccionamiento virtuales.

Más allá del funcionamiento autónomo, los Lexium Cobots funcionan muy bien con el ecosistema EcoStruxure más amplio de Schneider Electric. Se integran con controladores de movimiento Modicon M262 y servoaccionamientos y motores Lexium 32 a través de protocolos Ethernet/IP y Sercos. La plataforma también admite servicios avanzados como EcoStruxure Machine Advisor para el mantenimiento predictivo, EcoStruxure Plant Advisor para la monitorización IIoT y EcoStruxure Augmented Operator Advisor para la resolución de problemas sin contacto.

Seguridad integrada y gestión del espacio de trabajo

Los Lexium Cobots admiten la integración SCADA y la supervisión remota para el análisis de la seguridad y el rendimiento. Para garantizar una colaboración humano-robot segura y eficaz, todos los modelos cumplen las normas ISO 10218 e ISO/TS 15066, e incorporan sensores de par integrados para la detección de fuerzas e indicadores LED del estado del sistema. Las instalaciones incluyen botones de parada de emergencia, trayectorias predefinidas y formación obligatoria de los operarios. La palanca de control proporciona un control directo del sistema, incluida la parada de emergencia, los comandos de bloqueo/desbloqueo y la información visual del estado.

Los Lexium Cobots definen cinco zonas de trabajo configurables que permiten un funcionamiento seguro y eficaz:

• Las zonas de colaboración permiten compartir tareas entre humanos y robots.
• Las zonas exclusivas para robots aíslan el funcionamiento autónomo.
• Las zonas protegidas restringen el acceso durante el funcionamiento.
• Las zonas de orientación de la herramienta limitan el movimiento del efector final para evitar interferencias.
• Las zonas de anulación de colisión permiten un contacto controlado para pasos de montaje especializados.

Optimizar el rendimiento y la sostenibilidad

Los Lexium Cobots presentan un diseño totalmente eléctrico que elimina la necesidad de aire comprimido o sistemas hidráulicos, lo que reduce el consumo de energía y disminuye el costo total de propiedad (TCO). Su precisión en seis ejes y su repetibilidad de ±0.02 a ±0.03 mm garantizan una calidad constante en flujos de trabajo de alto rendimiento, como pick-and-place, inserción y ensamblaje fino.

Estas funciones ayudan a mejorar el rendimiento en la primera pasada, reducir los desechos y limitar las repeticiones, ventajas clave en la fabricación de productos electrónicos, de ciencias de la vida y semiconductores, donde las tolerancias estrictas y la trazabilidad son esenciales. El movimiento preciso y el control de la fuerza minimizan aún más el desperdicio de material y los daños a los componentes, mientras que la manipulación suave y repetible prolonga la vida útil de las piezas y reduce el riesgo de caídas, colisiones o desalineaciones.

Los Lexium Cobots contribuyen aún más a la optimización de la mano de obra automatizando tareas repetitivas o ergonómicamente exigentes. Esto permite a los operarios centrarse en actividades de mayor valor, como la garantía de calidad, la supervisión del sistema y la mejora continua, reduciendo así el riesgo de lesiones y mejorando al mismo tiempo la satisfacción en el trabajo y la productividad general.

Por último, la implementación modular y las opciones flexibles de controladores agilizan la puesta en servicio y la redistribución. El controlador compacto admite instalaciones de un solo robot y entornos con limitaciones de espacio, mientras que los controladores de 3KG y 5/7KG permiten configuraciones de rendimiento optimizado adaptadas a cargas útiles específicas. Combinadas con herramientas intuitivas de programación y simulación, estas funciones reducen el tiempo de integración, aceleran la obtención de valor y mejoran el retorno de la inversión (ROI).

Resumen

Los Lexium Cobots combinan accionamiento totalmente eléctrico, controladores modulares y cargas útiles escalables para dar soporte a la automatización de alto rendimiento en todos los sectores. Con movimiento de seis ejes, funciones de seguridad integradas y repetibilidad de ±0.02 mm a ±0.03 mm, la gama admite tareas que van desde el ensamblaje fino hasta la manipulación de cargas pesadas en el rango de carga útil de 3 a 18 kg. Los controladores flexibles, la programación rápida y las herramientas de gemelo digital agilizan la implantación en los sectores del envasado, la electrónica, la automoción y las ciencias de la vida. Los Lexium Cobots ayudan a los fabricantes a escalar la automatización con cambios mínimos de infraestructura y son compatibles con entornos de producción de alta mezcla, volumen medio y digitalmente integrados.