En los últimos años se ha producido un cambio significativo hacia la automatización en la industria manufacturera. Desde el mecanizado de precisión hasta la producción en línea de montaje, los robots han transformado la fabricación y continúan haciéndolo.
Un área donde se ha producido una innovación significativa es el uso de la robótica CNC y la producción automatizada. Estas tecnologías redefinen lo que es posible, llevando la precisión, la productividad y la calidad a nuevos niveles.
Mecanizado asistido por robot
El mecanizado robótico, como su nombre indica, es el proceso de utilizar robots y automatización para realizar diversas operaciones de mecanizado. Por ejemplo, fresar, taladrar, tornear, cortar y mucho más. Generalmente, estos robots cuentan con herramientas como fresas, taladros o amoladoras y se mueven a lo largo de un camino predeterminado para realizar la operación de mecanizado.
Los robots ofrecen varias ventajas sobre los métodos de mecanizado tradicionales. Una de las principales ventajas es una mayor precisión y exactitud. Los robots pueden realizar las mismas operaciones de mecanizado con precisión y repetibilidad constantes, lo que da como resultado piezas de mayor calidad y menos desperdicio.
Hoy en día, el uso de robots CNC es común en varias industrias, como la aeroespacial, la automotriz y la médica, donde la precisión, la velocidad y la consistencia son esenciales. Con los avances en robótica y tecnología de automatización, los robots CNC se están volviendo cada vez más populares y se espera que desempeñen un papel importante en el futuro de la automatización industrial.
¿Por qué utilizar la robótica CNC en lugar de los métodos de fabricación tradicionales?
Cambiar a robots requiere una inversión significativa. Actualizar equipos antiguos, reprogramar máquinas existentes, contratar el talento adecuado y todas las demás tareas asociadas requieren tiempo y recursos. ¿Vale la pena todo esto? ¿Qué ventajas ofrecen los robots CNC?
Estas son algunas de las principales ventajas del mecanizado robótico sobre los métodos tradicionales.
1. Automatización
La robótica CNC es un proceso de fabricación totalmente automatizado que permite a los robots trabajar las 24 horas del día sin necesidad de pausas ni periodos de descanso. Esto da como resultado una mayor productividad y tiempos de entrega más cortos en comparación con los procesos de fabricación tradicionales que dependen del trabajo humano.
2. Mayor exactitud y precisión
La robótica CNC ofrece alta precisión y exactitud en la fabricación. A diferencia de los métodos manuales tradicionales, las máquinas y robots CNC están programados para realizar tareas específicas con precisión y repetibilidad constantes. Esto da como resultado productos de alta calidad con menos defectos.
Pensemos, por ejemplo, en piezas médicas, instrumentos quirúrgicos, dispositivos médicos y otros elementos que deben ser lo más precisos posible y donde sólo la automatización puede garantizar dicha precisión de manera consistente.
3. Más flexibilidad
La robótica de mecanizado permite una mayor flexibilidad en la producción. Los robots se pueden reprogramar para diferentes tareas, lo que facilita el cambio entre productos, piezas o incluso materiales.
Por ejemplo, el mecanizado de aluminio requiere un enfoque muy diferente al del titanio en términos de velocidad y profundidad de corte. El robot adecuado puede manejar ambas cosas fácilmente. Esto es particularmente útil para tiradas pequeñas o pedidos personalizados donde los requisitos de producción pueden cambiar con frecuencia.
4. Relación calidad-precio
Los robots CNC pueden requerir una inversión inicial mayor que las técnicas de fabricación tradicionales. Con el tiempo, beneficios como una mayor productividad, menos desperdicio y productos de mayor calidad pueden generar mayores beneficios y menores costos operativos.
5. Mayor complejidad
Los robots CNC pueden realizar tareas de fabricación que serían difíciles o imposibles para las máquinas tradicionales o los humanos. Por ejemplo, los robots pueden manipular materiales peligrosos, trabajar en espacios reducidos, realizar cortes o soldaduras complicados y realizar múltiples operaciones al mismo tiempo sin comprometer su productividad.
6. Seguridad
Los robots CNC eliminan la necesidad de poner en peligro vidas humanas mientras realizan tareas que podrían suponer un riesgo para la seguridad. Esto reduce el riesgo de accidentes y aumenta la seguridad general del proceso de fabricación.
Máquinas CNC y robots: ¿cuáles son las diferencias?
Las máquinas CNC y los robots CNC tienen un aspecto similar, y con razón. Esencialmente, son dos caras de la misma moneda y tienen muchas similitudes, pero también algunas diferencias fundamentales.
1. Las máquinas CNC tienen usos limitados
La mayor diferencia entre las máquinas CNC y los robots son sus limitaciones. Los robots son flexibles y pueden realizar muchas tareas, desde recoger la pieza hasta colocarla y luego procesarla (mecanizado, soldadura, corte) según el programa.
Normalmente el CNC no puede hacer esto. Sus operaciones se limitan a la edición. Las máquinas CNC más comunes no pueden realizar más que unas pocas funciones. Por ejemplo, un taladro CNC no puede realizar fresado, torneado ni operaciones similares. Esto requeriría otros tipos de máquinas CNC.
2. Las máquinas CNC requieren intervención humana
Asimismo, las máquinas CNC requieren de la intervención humana durante todo el proceso. Los robots, por el contrario, pueden trabajar codo a codo con los humanos. Esto los convierte en una opción ideal para un entorno de fabricación colaborativa.
3. Los robots realizan múltiples tareas de manera más eficiente
Además, los robots son muy versátiles y pueden programarse para realizar diferentes tareas con alta eficiencia. Las máquinas CNC, por otro lado, funcionan mejor cuando producen una gran cantidad de piezas idénticas. La consistencia y repetibilidad que brindan es realmente incomparable.
Por tanto, existen algunas diferencias entre robots y máquinas CNC. Si bien las máquinas CNC son máquinas especializadas para operaciones de mecanizado precisas, los robots son máquinas versátiles que pueden programarse para realizar una variedad de tareas en entornos de fabricación.
Tipos de robots CNC disponibles en diferentes industrias
Los robots generalmente están diseñados para realizar una tarea específica. En el sector manufacturero, los siguientes tipos de robots se utilizan habitualmente para aplicaciones de mecanizado.
robots cartesianos
Estos robots también se denominan robots pórtico. Trabaja en el plano cartesiano (x, y, z) y puede seleccionar y colocar tareas. También son excelentes para operaciones de edición simples que requieren movimiento en línea recta.
robot articulado
Estos robots tienen múltiples ejes de rotación, lo que les permite un rango de movimiento similar al de un brazo humano. La mayoría de los brazos robóticos CNC son robots articulados y suelen utilizarse para soldar, pintar y otras tareas que requieren movimientos complejos.
Robot SCARA
La abreviatura significa brazo robótico de ensamblaje de cumplimiento selectivo. Estos robots cuentan con un brazo horizontal y se utilizan a menudo para tareas de montaje y manipulación de materiales que requieren alta velocidad y precisión.
Robots colaborativos
Los robots son buenos para tareas repetitivas y proporcionan precisión, pero no pueden igualar la creatividad de un humano. Los robots colaborativos, más conocidos como cobots, están diseñados para tareas que requieren creatividad humana y precisión robótica. Están diseñados para espacios pequeños y tienen varias funciones integradas para garantizar la seguridad.
Al seleccionar un robot, los fabricantes deben considerar los requisitos únicos de su aplicación. Cada tipo de robot procesador tiene sus propias ventajas y desventajas. La decisión correcta depende de las complejidades del proyecto y de los requisitos de las instalaciones de procesamiento.
Aumento de la robótica en la automatización: pasado y futuro de los robots CNC
Aunque puedan parecer nuevos, los sistemas CNC y los robots de fabricación existen desde la década de 1950. El concepto existía pero no se pudo implementar debido a la falta de habilidades de programación y los costos exorbitantes asociados.
Todo esto sólo fue posible gracias a que hubo grandes avances en programación y automatización. La introducción de nuevas tecnologías robóticas, la conexión de dispositivos nuevos y antiguos, la mejora continua de las operaciones y la implementación de muchas cosas que antes sólo existían como concepto se han hecho posibles, lo que ha llevado a este cambio de paradigma.
¿Qué depara el futuro?
En resumen: el futuro de los robots en producción es muy apasionante. Los expertos esperan nuevos desarrollos en el ámbito de la automatización que conduzcan a una mayor flexibilidad y rendimiento. Los robots en general son cada vez más asequibles y esto está llevando a los fabricantes a confiar aún más en ellos.
Otra área con gran potencial es la integración de IoT, IA, aprendizaje automático y automatización industrial para una mejor fabricación. Esta integración tiene como objetivo llevar la producción al siguiente nivel, simplificando todos los procesos relacionados, desde el diseño hasta el montaje.
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Las piezas del robot deben mecanizarse con precisión para el propósito correcto. Los errores pueden afectar negativamente la calidad y el desperdicio de materiales, tiempo y recursos. La mejor forma de evitarlo es contratar a los profesionales adecuados para el trabajo.
Concluyendo
La robótica está cambiando drásticamente la fabricación moderna. Los avances en la automatización industrial ofrecen una serie de beneficios que antes solo existían en teoría. Además, la capacidad de automatizar tareas repetitivas y programar movimientos complejos ha proporcionado a los fabricantes una productividad, rentabilidad y competitividad sin precedentes.
Además, la robótica CNC se está volviendo cada vez más inteligente e intuitiva gracias a la integración de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un brazo robótico?
Un brazo robótico puede realizar una variedad de tareas, incluyendo soldadura, colocación, embalaje, montaje, etc.
¿Qué tipo de robot se encuentra más comúnmente en la fabricación?
Debido a su versatilidad y flexibilidad, los robots articulados son probablemente los robots más utilizados en entornos industriales. Se utilizan tanto en mecanizado CNC como en impresión 3D, así como en muchas otras áreas de diversas industrias.
