Ensamblaje de cinturones de seguridad vehiculares asistido por cobot y RoboDK
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
En la industria automotriz moderna se han adoptado ampliamente diversos principios y paradigmas de la Industria 4.0 para mejorar la flexibilidad, eficiencia y calidad en sus procesos. Sin embargo, varios subprocesos en este sector industrial aún dependen de los operarios y de tareas manuales o repetitivas, las cuales suelen ser altamente susceptibles a errores humanos que impactan negativamente en la calidad del producto final e implican elevados sobrecostos de operación. El presente estudio atiende dicha problemática mediante un enfoque de robótica colaborativa aplicado a celdas de manufactura y propone la integración de un cobot para el ensamblaje de cinturones de seguridad vehiculares en la planta de ZF en Tamaulipas, México. La propuesta utiliza RoboDK para simular y evaluar la implementación de un cobot de Universal Robots con el propósito de aumentar la eficiencia operativa y reducir la tasa de defectos en la estación de prensa. Los resultados obtenidos demuestran la viabilidad de la simulación y permiten llevar a cabo el análisis funcional y la validación de las configuraciones en la celda de manufactura a partir de la integración segura del cobot, garantizando el cumplimiento de la especificación técnica ISO/TS 15066. El sistema implementado muestra un potencial significativo en cuanto a eficiencia, flexibilidad operacional y reducción de costos en el proceso productivo.
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
La Universidad Politécnica Salesiana de Ecuador conserva los derechos patrimoniales (copyright) de las obras publicadas y favorecerá la reutilización de las mismas. Las obras se publican en la edición electrónica de la revista bajo una licencia Creative Commons Reconocimiento / No Comercial-Sin Obra Derivada 4.0 Ecuador: se pueden copiar, usar, difundir, transmitir y exponer públicamente.
El autor/es abajo firmante transfiere parcialmente los derechos de propiedad (copyright) del presente trabajo a la Universidad Politécnica Salesiana del Ecuador, para las ediciones impresas.
Se declara además haber respetado los principios éticos de investigación y estar libre de cualquier conflicto de intereses.
El autor/es certifican que este trabajo no ha sido publicado, ni está en vías de consideración para su publicación en ninguna otra revista u obra editorial.
El autor/es se responsabilizan de su contenido y de haber contribuido a la concepción, diseño y realización del trabajo, análisis e interpretación de datos, y de haber participado en la redacción del texto y sus revisiones, así como en la aprobación de la versión que finalmente se remite en adjunto.
Referencias
[1] Y. Han, J. Shao, R. Zhou, Y. Liao, and Y. Zhong, “Robotic digital twin based full lifecycle decision framework for automotive productions,” IEEE Network, vol. 39, no. 4, pp. 173–181, 2025. [Online]. Available: https://doi.org/10.1109/MNET.2024.3418624
[2] J. Yang, Y. H. Son, D. Lee, and S. D. Noh, “Digital twin-based integrated assessment of flexible and reconfigurable automotive part production lines,” Machines, vol. 10, no. 2, p. 75, Jan. 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/machines10020075
[3] O. Llanes-Santiago, A. Prieto-Moreno, J. M. Bernal de Lázaro, D. C. Knupp, and A. J. Silva Neto, “A design proposal for multiblock-based fault diagnosis systems in complex industrial plants,” Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, vol. 162, pp. 149–159, Mar. 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.chemolab.2017.01.015
[4] A. S. Bisen and H. Payal, “Collaborative robots for industrial tasks: A review,” Materials Today: Proceedings, vol. 52, pp. 500–504, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.263
[5] L. Liu, F. Guo, Z. Zou, and V. G. Duffy, “Application, development and future opportunities of collaborative robots (cobots) in manufacturing: A literature review,” International Journal of Human–Computer Interaction, vol. 40, no. 4, pp. 915–932, Apr. 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.1080/10447318.2022.2041907
[6] C. E. Martínez-Ochoa, I. O. Benítez-González, A. O. Cepero-Díaz, J. R. Núñez-Álvarez, C. G. Miguélez-Machado, and Y. E. Llosas-Albuerne, “Active disturbance rejection control for robot manipulator,” Journal of Robotics and Control (JRC), vol. 3, no. 5, pp. 622–632, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.18196/jrc.v3i5.14791
[7] R. G. Boboc, F. Gîrbacia, and E. V. Butilă, “The application of augmented reality in the automotive industry: A systematic literature review,” Applied Sciences, vol. 10, no. 12, p. 4259, 2020. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/app10124259
[8] A. Keshvarparast, D. Battini, O. Battaia, and A. Pirayesh, “Collaborative robots in manufacturing and assembly systems: literature review and future research agenda,” Journal of Intelligent Manufacturing, vol. 35, no. 5, pp. 2065–2118, May 2023. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s10845-023-02137-w
[9] GGI, Collaborative Robots Market. Global Growth Insights, 2024. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r9
[10] GVR, Collaborative Robot Market (2026–2033) Size, Share & Trends Analysis Report. Grand View Research, 2026. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r10
[11] MI, Tamaño del mercado de robots colaborativos y análisis de participación tendencias de crecimiento y pronósticos (2024-2029). Mordor Intelligence, 2024. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r11
[12] P. Amiri, M. Müller, M. Southgate, T. Theodoridis, G. Wei, M. Richards-Brown, and W. Holderbaum, “A statistical analysis of commercial articulated industrial robots and cobots,” Journal of Manufacturing and Materials Processing, vol. 8, no. 5, p. 216, 2024. [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/jmmp8050216
[13] J. Bernal-de Lázaro, O. Llanes-Santiago, A. Prieto-Moreno, A. del Castillo-Serpa, and A. Silva-Neto, “A novel index for the robustness comparison of classifiers in fault diagnosis,” Neurocomputing, vol. 275, pp. 636–648, Jan. 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.neucom.2017.09.021
[14] V. Villani, F. Pini, F. Leali, and C. Secchi, “Survey on human–robot collaboration in industrial settings: Safety, intuitive interfaces and applications,” Mechatronics, vol. 55, pp. 248–266, Nov. 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2018.02.009
[15] Siemens. (2026) Simulación robótica. Siemens. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r15
[16] Robotiq. (2026) Hande-E. Robotiq. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r16
[17] U. Robots. (2026) e-Series. Universal Robots. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r17
[18] RoboDK. (2026) Software de simulación de robots. RoboDK. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r18
[19] N. A. Molina Ferrer, Diseño de interfaz y comunicación para inspecciones visuales automatizadas en ensamblajes complejos mediante un Cobot Festo. Universitat Politècnica de València, 2024. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r19
[20] N. P. Brito Santos, Diseño y simulación de un sistema automatizado para la navegación y almacenamiento eficiente de paquetes en centros logísticos utilizando el Robot Colaborativo UR10e en conjunto con un Robot Móvil y la integración de visión artificial y marcadores ArUco mediante la herramienta CoppeliaSim (V-REP)”. Universidad Miguel Hernández de Elche, 2023. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r20
[21] ISO, ISO/TS 15066:2016 Robots and robotic devices – Collaborative robots. International Organization for Standardization, 2016. [Online]. Available: https://upsalesiana.ec/ing36ar1r21