Robot colaborativo / Cobot (carga 3–20 kg, ISO/TS 15066, CE OEM)

ISO/TS 15066 y la Directiva de Máquinas CE: qué cubre realmente la certificación

ISO/TS 15066 define los límites de potencia y fuerza para la operación de robots colaborativos: la norma técnica que respalda toda afirmación de “seguro para la colaboración humano-robot”. Entender qué cubre (y qué no) es esencial antes de comprometerse con un proveedor.

Límites de fuerza de contacto por región corporal (ISO/TS 15066, Tabla A.2): la norma especifica límites transitorios de fuerza de contacto por región del cuerpo. Umbrales relevantes para aplicaciones típicas: cabeza y cuello (130 N), esternón (140 N), dedo (140 N), palma (180 N), antebrazo (180 N). No son especificaciones de diseño del robot: son los límites que la celda robótica completa no debe superar durante un evento de contacto no intencionado. La tarea del fabricante del cobot es proporcionar un robot capaz de configurarse para mantenerse dentro de estos límites. La tarea del integrador es verificar que la celda completa los cumple.

La monitorización de velocidad y separación (SSM) no viene integrada en el robot. La SSM —donde el robot reduce la velocidad cuando una persona entra en una zona monitorizada— requiere un sensor de seguridad externo validado: escáner láser (SICK S3000, Pilz PSENscan), sistema basado en cámara (Pilz PITreader) o lidar. El cobot por sí mismo no proporciona SSM. Si un proveedor chino indica “compatible con SSM” como característica del robot, pregunte específicamente si se incluye un sensor con clasificación de seguridad y bajo qué norma EN/IEC está certificado. Por lo general, no se incluye.

Marcado CE según la Directiva de Máquinas de la UE 2006/42/EC: un cobot chino con marcado CE significa que el fabricante ha emitido una Declaración de Conformidad y ha compilado un Expediente Técnico para el robot como máquina aislada. Esto satisface las obligaciones CE del propio robot. No certifica como segura la celda robótica completa —el conjunto de usuario final de cobot + efector final + utillaje de fijación de la pieza + zona de seguridad. Bajo la Directiva de Máquinas, la celda robótica completa es en sí misma una “máquina” y requiere su propia evaluación de riesgos y marcado CE según EN ISO 10218-2. Un error común de los compradores occidentales: suponer que el marcado CE del cobot cubre la instalación. No lo hace. Presupueste $5.000–20.000 para que un integrador cualificado complete la evaluación de riesgos y la documentación CE a nivel de celda.

Implicación práctica: al evaluar proveedores chinos de cobots, solicite la Declaración de Conformidad y los informes de ensayo que la respaldan, en concreto qué organismo notificado (TÜV SÜD, TÜV Rheinland, Dekra, Bureau Veritas) emitió el certificado de examen de tipo ISO 10218-1. Las autodeclaraciones de fábrica sin certificado de un organismo notificado son insuficientes para el despliegue en el mercado de la UE. Nuestro servicio de sourcing preselecciona a los proveedores verificando la validez de los certificados de terceros como paso de cualificación básico.

Detección de par en las articulaciones vs. monitorización de velocidad y separación: el compromiso coste-seguridad

Los dos métodos principales para lograr la operación colaborativa tienen implicaciones de coste e integración notablemente distintas. Los cobots chinos por debajo de aproximadamente $15.000 suelen prescindir de los sensores de par en las articulaciones; entender las implicaciones evita sorpresas costosas tras la compra.

Detección de par en las articulaciones (JTS) — detección directa de colisión. Cada articulación contiene un sensor de par. Cuando el robot detecta un pico de par inesperado (contacto con una persona u objeto), se detiene en <10 ms. Esto permite la operación con Limitación de Potencia y Fuerza (PFL) sin ningún sensor externo: el propio robot detecta el contacto y responde a él. La JTS es necesaria para una verdadera operación colaborativa PFL según ISO/TS 15066. Cobots con JTS: serie AUBO i (opción de sensor de par externo), serie Han’s Robot Elfin, serie Rokae CR. La JTS añade $3.000–8.000 al coste por unidad según la clase de carga.

Monitorización de velocidad y separación (SSM) — detección de zona previa a la colisión. El robot utiliza un sensor de seguridad externo validado para detectar la presencia humana y reducir la velocidad antes de que se produzca el contacto. Esto evita el contacto por completo (a costa de un tiempo de ciclo permanentemente más lento en zonas compartidas) y no requiere JTS. La SSM es el enfoque utilizado por la mayoría de los cobots chinos de gama de entrada: configuración base de la serie JAKA Zu, serie Elite Robots EC, serie Dobot CR. El robot no tiene capacidad de detección de colisión independiente: depende por completo del sistema de seguridad externo.

Cómo verificar qué tipo está comprando: solicite el certificado de función de seguridad PLd o PLe específicamente para el mecanismo de detección de colisión. Un certificado PLd Cat.3 para “celda robótica con escáner SSM externo” es un producto distinto de un certificado PLd Cat.3 para “robot con detección de par integrada en las articulaciones”. Ambos pueden ser legítimos, pero tienen requisitos de integración distintos y riesgos residuales distintos. No acepte un único marcado CE como prueba: obtenga el certificado de función de seguridad del organismo notificado que muestre qué método de detección de colisión fue evaluado.

Guía de selección: para aplicaciones en las que el robot y el operario comparten el espacio de trabajo de forma regular y simultánea (asistencia en ensamblaje, atención a máquina con entregas), la JTS es la elección correcta. Para aplicaciones en las que las personas y el robot ocupan la zona en momentos distintos (el operario carga la pieza → se aparta → el robot ejecuta el ciclo), la SSM con un escáner de seguridad validado es suficiente y considerablemente más económica. Nuestro servicio de inspección incluye la verificación de la cadena de certificados de seguridad antes del envío.

Repetibilidad, precisión de trayectoria y coste total de propiedad

Las fichas técnicas de los cobots chinos indican de forma fiable la repetibilidad. Rara vez indican la precisión de trayectoria, la deriva térmica o la precisión con la carga extendida: tres cifras que importan más en producción que la cifra de repetibilidad destacada.

Repetibilidad vs. precisión de trayectoria. Repetibilidad ISO 9283: ±0,03 mm significa que el robot regresa al mismo punto dentro de ±0,03 mm a lo largo de 30 ciclos repetidos, medido en el centro del espacio de trabajo, con carga nominal y a temperatura de operación. Esta es la cifra de toda ficha técnica de cobot chino. La precisión de trayectoria (también definida en ISO 9283) mide con qué exactitud el robot sigue una trayectoria cartesiana ordenada entre dos puntos, relevante para la calidad del cordón de soldadura, la consistencia del cordón de adhesivo y el desbarbado. Los proveedores chinos omiten con frecuencia los datos de precisión de trayectoria. Si su aplicación implica movimiento de trayectoria continua (soldadura, dispensado, corte láser), solicite específicamente el informe de ensayo de precisión de trayectoria ISO 9283. Espere una precisión de trayectoria de 0,15–0,5 mm en los cobots chinos del rango de $10.000–25.000: adecuada para la mayoría de ensamblajes, inadecuada para soldadura de precisión sin seguimiento de cordón.

Precisión con extensión completa y carga completa. La especificación de ±0,03 mm se mide en el centro del espacio de trabajo (aproximadamente el 50–60 % del alcance máximo) con carga nominal. Con extensión completa y carga completa, la flexión de las articulaciones y la deformación de los eslabones reducen la repetibilidad efectiva a ±0,08–0,15 mm en la mayoría de los cobots chinos. Para aplicaciones prácticas al 60 % del alcance máximo con el 50 % de la carga nominal, espere ver ±0,03–0,05 mm, cerca de la especificación. Dimensione su cobot para la envolvente de trabajo real, no para la especificación de alcance máximo.

Coste total de propiedad (TCO) de una sola celda de cobot:

Componente	Rango típico
Unidad de cobot (clase de carga 10 kg)	$12.000–28.000
Efector final (pinza, antorcha de soldadura, etc.)	$1.000–8.000
Evaluación de seguridad e integración	$5.000–20.000
Programación y puesta en marcha (40–120 horas)	$4.000–18.000 (tarifa de integrador local)
Coste total de la celda	$22.000–74.000

El hardware del cobot supone el 40–60 % del coste total de la celda en la mayoría de las instalaciones. Los compradores que optimizan solo el precio unitario del robot subestiman con frecuencia el coste de integración. Los cobots chinos de $8.000–15.000 pueden representar un valor genuino, pero requieren un integrador local competente: cuente con $150–250/hora en Europa Occidental o Norteamérica para programación y puesta en marcha.

ROI del cobot chino vs. punto de equilibrio del robot industrial. Un robot industrial de 6 ejes comparable (Fanuc M-10, ABB IRB 1200) cuesta $18.000–35.000 solo por el brazo, pero requiere protecciones ($8.000–25.000 en vallado de seguridad de acero, enclavamientos y cortinas de luz), añade 3–6 metros cuadrados de espacio de suelo y requiere programación especializada. Para volúmenes de producción superiores a 50.000 ciclos/año, el robot industrial suele tener una depreciación de coste unitario menor: los tiempos de ciclo son más rápidos y el brazo dura más de 80.000 horas frente a las 30.000–50.000 horas de la mayoría de los cobots chinos. Para aplicaciones con cambio de producto frecuente (lotes inferiores a 500 unidades, 3–10 variantes de producto), el menor coste de integración del cobot y su reprogramación más rápida lo convierten en la opción económicamente correcta con independencia del precio unitario.

Panorama de proveedores chinos de cobots

El mercado chino de cobots se ha consolidado en torno a cinco fabricantes creíbles para los compradores OEM occidentales, cada uno con una posición distinta en la curva calidad-coste.

Fabricantes chinos consolidados (cualificados para OEM occidental):

• AUBO Robotics (Pekín) — rango de carga 3–20 kg, certificado ISO 10218-1 vía TÜV SÜD, SDK de ROS2 mantenido activamente, distribución europea a través de AUBO Europe. Precio: $14.000–35.000 según configuración. El cobot chino más maduro y documentable para integración occidental.
• JAKA Robotics (Shanghái) — carga 3–18 kg, precio competitivo ($10.000–28.000), presencia europea en crecimiento. Los modelos de gama de entrada usan SSM en lugar de JTS: verifique la configuración con cuidado. El SDK de Python y la interfaz de programación web están bien documentados.
• Elite Robots (Changzhou) — EC66 y EC612 populares en ensamblaje ligero. Marcado CE, certificado TÜV Rheinland. Precio: $9.000–22.000. La calidad de la documentación en inglés es adecuada; soporte posventa en Europa a través de la filial alemana de Elite.
• Han’s Robot (Shenzhen, filial de Han’s Laser) — serie Elfin, 3–15 kg. Integrado con el ecosistema de fabricación de Han’s Laser. Detección de par de serie en gama media/alta. Precio: $12.000–32.000.
• Rokae (Pekín) — serie CR, 3–18 kg. Orientado al segmento industrial de gama media, más fuerte en precisión de trayectoria que los competidores enfocados solo al ensamblaje. Red de soporte europea menos consolidada.

Indicadores de calidad a verificar antes de comprometerse con un proveedor:

1. Certificado ISO 10218-1 de un organismo de certificación acreditado. El certificado debe nombrar a un organismo notificado (TÜV, Dekra, Bureau Veritas, SGS) e incluir el número de certificado. Las autodeclaraciones de fábrica que citan “conformidad con ISO 10218-1” sin un número de certificado no son equivalentes. Nuestro servicio de auditoría confirma la validez del certificado directamente con el organismo emisor.

2. Informe de ensayo ISO 9283 con carga nominal. No una ficha técnica, sino un informe de ensayo de laboratorio que muestre las mediciones de repetibilidad con carga nominal, en el centro del espacio de trabajo, a temperatura de operación, con al menos 30 mediciones de ciclo por dirección. Si el proveedor no puede producir este informe para el modelo específico, la especificación es texto de marketing.

3. Documentación del SDK y actividad en GitHub. Para ROS2 y el SDK de Python: revise directamente el repositorio de GitHub (la mayoría de los cobots chinos tienen repositorios públicos). La frecuencia de commits, el tiempo de respuesta a las incidencias y la calidad de la documentación en inglés son indicadores fiables de la calidad del soporte de software a largo plazo. Un cobot con un SDK sin mantenimiento se vuelve difícil de integrar con pilas de software de celda robótica en constante evolución.

4. Presencia de soporte posventa europeo. Para los compradores occidentales, la logística de garantía y repuestos importa. AUBO Europe (Alemania), la filial alemana de Elite y la presencia europea de Han’s Robot son las referencias actuales. El soporte europeo de JAKA está mejorando, pero sigue siendo más limitado que el de AUBO. Confirme: plazo de entrega de un motor de articulación de repuesto, disponibilidad de ingenieros de servicio locales y SLA de respuesta de garantía.

Universal Robots (danesa) como referencia. El UR10e (10 kg, $40.000–50.000 solo por el brazo) sigue siendo la referencia en fiabilidad y ecosistema: red de integradores más amplia, casos de seguridad mejor documentados, mayor historial de despliegue en campo. Para los compradores que entran en el mercado chino de cobots: la diferencia de coste total de celda entre un cobot chino + integración local y un UR + integración local suele ser de $8.000–18.000. Si esa diferencia justifica el diferencial de ecosistema y soporte depende del volumen de producción, la frecuencia de reprogramación y la experiencia del integrador local con UR. Para aplicaciones en las que se dispone localmente de un integrador con experiencia en UR, la ventaja de coste del cobot chino puede compensarse parcialmente con un mayor tiempo de puesta en marcha.

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