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La industria manufacturera no deja de actualizarse con la llegada de nuevas y mejores tecnologías. Lo mismo ocurre con el mecanizado CNC.
En la actualidad, la robótica CNC se utiliza ampliamente en el mecanizado para producir objetos complejos y de gran calidad. Ya se trate de la dureza, el acabado superficial o la tolerancia física, la tecnología robótica puede realizar múltiples funciones en una sola mano.
Las investigaciones han demostrado que la mayor parte de los trabajos de fresado y rectificado se realizan actualmente con la ayuda del mecanizado robotizado. Además de la capacidad mecánica, veamos qué más nos depara esta tecnología robótica para el mecanizado CNC.
¿Qué son los robots de mecanizado CNC?
Antes de pasar a la utilidad de la tecnología robótica, debe saber qué son los robots de mecanizado CNC. No es ninguna novedad que los robots lideran poco a poco los espacios de trabajo y son una parte vital de las industrias metalúrgicas.
Por lo tanto, las máquinas CNC robotizadas son herramientas avanzadas controladas por programa que funcionan sin ninguna entrada para fines de mecanizado. La lista de robótica es exhaustiva, ya que distintos robots desempeñan diferentes funciones en fresadoras o rectificadoras.
Sin embargo, el tipo y las especificaciones de un robot no importan en la industria del mecanizado automatizado a menos que desempeñe eficazmente su función. Por ejemplo, los robots cartesianos cargan principalmente el material, lo manipulan y embalan la pieza de trabajo. Del mismo modo, los robots SCARA tienen diferentes configuraciones y realizan la tarea principal de mecanizado, embalaje e inspección con gran precisión.
¿Cuáles son los tipos comunes de robótica utilizados en el mecanizado CNC?
Estos son algunos de los robots de fresadora más populares para realizar diferentes operaciones:
1. Robots articulados
Lo más habitual es que las industrias utilicen robots de fabricación CNC articulados para sus productos. Estos robots contienen juntas rotativas denominadas ejes que permiten a los robots moverse de forma independiente ofreciendo grados de libertad adicionales. Algunos robots articulados cuentan con dos ejes, mientras que otros pueden tener estructuras complejas con 10 o incluso más ejes.
Normalmente, los robots articulados destacan por su mayor flexibilidad y amplio rango de movimiento para manipular objetos a la perfección, independientemente de su tamaño. Sin embargo, si necesita niveles extremos de precisión, puede hacer que los brazos articulados le superen con la incorporación de robots cartesianos. A continuación, algunas aplicaciones significativas de los robots:
- Manipulación de objetos
- Embalaje y dispersión de piezas
- Carga de la máquina
- Soldadura por arco
- Montaje de componentes
Además, las industrias automovilística, electrónica, metalúrgica y de embalaje utilizan estos robots en exceso.
2. Robots Delta
Los robots Delta serán la mejor elección si desea un robot CNC para aplicaciones de alta velocidad en empresas de fabricación. Se trata principalmente de máquinas y robots industriales CNC de automatización de tipo paralelo que deben su nombre a su estructura triangular invertida. Su diseño mecánico y su configuración distintiva los hacen únicos frente a otros robots. Además, poseen grandes brazos de barrido para mejorar el trabajo.
Además, estos robots suelen ajustarse en la parte superior de los puestos de trabajo. Esto se debe a que el área de trabajo actúa como cinta transportadora para mover objetos por las líneas de producción. A continuación se indican algunas aplicaciones populares de los robots delta:
- Clasificación de los materiales
- Montaje y desmontaje
- Envasado de productos finales
- Elegir y colocar
Además, las industrias farmacéutica, médica, de aditivos, cosmética, alimentaria y de bebidas utilizan estos robots para alcanzar altos índices de producción.
3. Robots SCARA
Los brazos robóticos articulados de cumplimiento selectivo (SCARA) funcionan de forma similar a los brazos humanos, pero lo hacen con una velocidad y precisión increíbles. Suelen ser robots de cuatro ejes que ayudan a realizar operaciones repetitivas con eficacia. Además, su rapidez ayuda a mejorar la productividad a un coste menor y garantiza un entorno seguro para los trabajadores.
Aparte de eso, SCARA está diseñado sólo para mover sus brazos en unas dimensiones específicas. Podría parecer un inconveniente de este robot, pero en realidad es ideal para determinadas aplicaciones. Principalmente, esta rigidez es responsable del alto nivel de precisión que otros tipos de robots no ofrecen.
En cuanto a las aplicaciones de los SCARA, se utilizan para:
- Inspecciones
- Mecanizado
- Operaciones de envasado
- Montaje y desmontaje
- Recogida y colocación de productos
Además, puede encontrar el uso de SCARA en empresas de automoción, electrónica, fabricación minorista, telecomunicaciones y farmacéuticas. Sin embargo, se consideran perfectos para ensamblar placas de circuito impreso y tareas de soldadura porque las placas de circuito impreso de forma plana no exigen mucha flexibilidad a los robots.
4. Robots de pórtico
Cuando se trata de piezas más pesadas que la media, es posible que necesite añadir los robots de pórtico en su máquina CNC de carga robotizada. En cuanto a su construcción, estos robots suelen utilizar tres ejes y constan de un manipulador fijado sobre su cabeza para ofrecer movimientos en el plano horizontal.
Como los robots de pórtico utilizan sistemas de coordenadas X, Y y Z, son mucho más fáciles de programar según el movimiento. Además, puede preferir su alta precisión de posición para colocar los componentes adecuadamente en las industrias. Además, ofrecen configuraciones sencillas que facilitan el ajuste del tamaño, la velocidad, la precisión y la longitud de carrera del robot.
Principalmente, los robots de pórtico prestan los siguientes servicios a sus usuarios:
- Carga y descarga de materiales industriales
- Aplicaciones de corte y soldadura
- Recoger y colocar objetos pesados
- Sujeta y atornilla objetos
¿Cómo beneficia la tecnología robótica al mecanizado CNC?
La aplicación de la tecnología robótica en el mecanizado automatizado CNC es la clave para aumentar la eficacia de diferentes operaciones CNC, como el torneado, el fresado y el corte por plasma. A continuación se describen otras ventajas de la aplicación de la tecnología robótica:
● Mayor seguridad
La mayoría de los robots poseen características para un alto nivel de seguridad al realizar las operaciones. Por suerte, algunos robots CNC autónomos del mercado son asequibles, cómodos de instalar y pueden funcionar sin supervisión humana. De este modo, se reduce la probabilidad de riesgos para la seguridad de los trabajadores.
● Facilidad de uso
Las unidades de licitación robotizadas son bastante fáciles de manejar, sobre todo cuando se trata de instalarlas. Basta con una experiencia mínima de los trabajadores para instalarlos. Todo lo que necesita es seguir los tres pasos de instalación:
- En primer lugar, coloque el ténder delante de la máquina CNC.
- A continuación, fíjalo al suelo con fijaciones.
- Por último, conecta la alimentación y Ethernet.
La única función de un operario es programar el robot para que realice distintas operaciones como cargar, recoger, colocar, ensamblar o empaquetar.
● Alta productividad y precisión
Puede realizar diferentes operaciones CNC a mayor velocidad con la incorporación de robots en sus procesos de mecanizado. Comparativamente, le ofrece producir 47% más productos por hora que otros mecanizados tradicionales.
Como sabe, los robots CNC suelen participar en la recogida del material, su carga en una máquina determinada, su descarga en la mesa, etc. La precisión de un brazo robótico realiza operaciones con una exactitud de casi +/- 1 mm.
● Reducción de gastos
Las licitaciones de máquinas CNC robotizadas le permiten reducir sus gastos. Esto se debe a que el coste inicial de estas máquinas es relativamente bajo. Además, no requieren mano de obra adicional para la instalación y el funcionamiento, lo que tiende a ahorrar costes de mano de obra.
● Ofrece un acabado de superficie lisa
Conseguir la rugosidad superficial ideal es una tarea bastante complicada. Sin embargo, la interacción de los robots y el robot de fresado CNC da como resultado un acabado superficial perfecto.
● Tareas múltiples
Otra ventaja destacable de los robots CNC es su capacidad para realizar múltiples tareas. Como ya se ha comentado, los robots pueden realizar simultáneamente procesos de mecanizado CNC automatizados (fresado, torneado, taladrado, corte) y otras operaciones. Estas operaciones pueden consistir en cargar la máquina, recoger o colocar las piezas, comprobar la calidad de los componentes o embalar los productos finales.
¿Cuáles son los inconvenientes de la aplicación de la tecnología robótica en el mecanizado?
Aunque la robótica CNC es una fuerza motriz y acelera el proceso de fabricación, no puede sustituir a la tecnología de mecanizado CNC. Existen algunos factores de riesgo relacionados con el uso de la tecnología robótica en las fresadoras automatizadas. Veámoslos.
1. Componentes básicos de los robots industriales
Sin duda, la tecnología robótica puede mejorar el entorno de trabajo, pero a veces resulta difícil manejarlos. La razón radica en la funcionalidad de los componentes básicos de estos robots. Normalmente, estos componentes constan de controladores, servomotores, reductores de alta precisión y accionamientos.
Cada componente del robot CNC desempeña un papel importante en el funcionamiento. Sin embargo, la mayoría de las empresas importan estos componentes que no están a la altura. Además, la falta de capacidad de innovación y desarrollo sistemático de estas piezas son responsables de la restricción en el crecimiento de los robots industriales.
2. Intercambio de información deficiente
Los robots CNC requieren un software y un hardware informáticos específicos para realizar diferentes tareas operativas. Por tanto, debe existir una buena relación entre el sistema de procesamiento de los robots y el sistema de gestión. Por desgracia, los robots industriales tienen un intercambio de información robot-humano deficiente, lo que da lugar a diversos problemas.
Para resolver estas barreras de comunicación, los fabricantes de robots deben aprender el lenguaje estandarizado de los ordenadores.
3. Precisión y rigidez
Además del intercambio y la manipulación deficientes de la información, la precisión es el principal reto de la tecnología robótica en la industria del mecanizado. Especialmente cuando se trata de piezas complejas, el mecanizado con robots plantea problemas de precisión en comparación con la robótica de fabricación CNC automatizada de gama alta.
La principal causa de la falta de precisión y rigidez es la rigidez de los robots. Normalmente, la estructura de viga en voladizo y los brazos delgados de los robots reducen su rigidez. Esto supone un obstáculo para que los robots transporten los objetos perpendicularmente a sus brazos. Además, la falta de rigidez les impide procesar las piezas de trabajo de materiales duros.
Reflexiones finales
La introducción de robots en la tecnología CNC ha beneficiado significativamente a los maquinistas CNC a la hora de realizar sus tareas de forma eficaz. En conclusión, la combinación de robots y máquinas CNC está haciendo milagros en la fabricación al aumentar su productividad con gran precisión. Sólo tiene que elegir un robot CNC adecuado según los requisitos de su industria y sus productos.
