La colaboración entre humanos y máquinas es el núcleo del paradigma de la Industria 5.0, y la robótica colaborativa es una de las tecnologías habilitadoras más impactantes para las pequeñas y medianas empresas (PYMES). De hecho, la producción en lotes pequeños y los altos niveles de personalización del producto hacen que el ensamblaje de piezas sea una de las operaciones más desafiantes de automatizar, y a menudo aún depende de la versatilidad del trabajo humano. Los robots colaborativos, por su parte, pueden integrarse fácilmente en este paradigma productivo, ya que han sido desarrollados específicamente para coexistir con los seres humanos. Este trabajo investiga el rendimiento de los robots colaborativos en el ensamblaje de piezas de máquinas. Se llevaron a cabo actividades de diseño e investigación como un estudio de caso de relevancia industrial en el laboratorio industrial i-Labs, un polo de innovación que se presenta brevemente al inicio del documento. Se realizó un prototipo completamente funcional de la estación cobotizada al final del proyecto, y se realizaron varias pruebas experimentales para validar la robustez del proceso de ensamblaje así como la naturaleza colaborativa de la aplicación.