La robótica CNC y el mecanizado automatizado han crecido increíblemente en los últimos años. Un factor importante que contribuye al éxito de la robótica en la actualidad es su incorporación a las tecnologías de fabricación. Una de las tecnologías más destacadas es Mecanizado CNC.
Aunque los roles del mecanizado CNC y el mecanizado robótico generalmente se superponen, las líneas se vuelven cada vez más borrosas. La implementación de la robótica ofrece increíbles ventajas a la industria manufacturera. Además, la robótica de fabricación CNC se considera el proveedor líder de soluciones automatizadas industriales.
Este artículo examina el concepto de robótica CNC y detalla cómo las empresas utilizan esta innovación para lograr resultados. Discutiremos las diversas ventajas de la robótica de fabricación CNC sobre los métodos convencionales. Siga leyendo para obtener más información.
Que es Robótica CNC?
La robótica CNC se refiere a cualquier proceso robótico que ayude al proceso de mecanizado CNC. Un robot CNC es cualquier equipo avanzado diseñado únicamente para fines de mecanizado. Dicho equipo maneja diferentes proyectos por sí solo siguiendo protocolos programados. En la mayoría de los casos, estos robots no requieren ninguna entrada de un operador.
La robótica CNC ofrece mayores ventajas de automatización en la fabricación, lo que garantiza la producción en masa y la entrega de piezas de alta calidad para diversas industrias. Estas máquinas CNC no solo se benefician de la implementación robótica; Aplicaciones de mecanizado CNC también implican la fabricación de piezas de robot.
Por qué elegir el mecanizado CNC para producir Partes robóticas?
Aparte de los beneficios económicos del mecanizado CNC para aplicaciones robóticas personalizadas, existen varias razones cruciales para elegir este proceso para mecanizar un robot. Incluyen lo siguiente:
Mayor velocidad
No es ninguna novedad que el mecanizado CNC puede producir componentes con plazos de entrega muy cortos. Las máquinas CNC son comparativamente más rápidas que muchos otros procesos de fabricación. Como resultado, puede estar seguro de iteraciones rápidas y entrega de piezas robóticas personalizadas para diversas aplicaciones. Según la complejidad y el tamaño, el mecanizado CNC puede crear piezas de robot en 1 a 3 días.
Precisión dimensional
El mecanizado CNC también puede crear componentes exactamente según las especificaciones. La precisión de fabricación es una necesidad particularmente crítica en robótica, y la precisión dimensional es vital para desarrollar robots de alto rendimiento. Mecanizado de precisión CNC puede producir piezas con tolerancias estrechas de hasta +/- 0.0002 pulgadas. Como resultado, puede fabricar componentes robóticos con movimientos precisos y repetibles.
Compatibilidad de materiales
Otra ventaja del mecanizado CNC para robótica es su capacidad para trabajar con una amplia gama de metales y plásticos. Las partes del robot deben poder moverse de manera constante y levantar y transferir objetos. Como resultado, requieren materiales fuertes y rígidos con una buena relación resistencia-peso. Dado que las máquinas CNC pueden trabajar con este tipo de materiales, es ideal para crear piezas CNC para la industria de la robótica.
Acabado de la superficie
Finalmente, el mecanizado CNC también ejerce control sobre el acabado superficial de las piezas finales robóticas. Las piezas robóticas que interactúan deben tener baja fricción, y las máquinas CNC pueden ayudar a crear componentes con una rugosidad superficial de Ra 0.8 μm o menos. Las piezas fabricadas con esta técnica de fabricación también pueden someterse a operaciones de acabado de superficies para mejorar su funcionalidad.
Mecanizado CNC Y la industria de la robótica
Como se mencionó anteriormente, la implementación de la robótica y el mecanizado CNC se superponen. Como el proceso de fabricación se beneficia de la implementación robótica, puede utilizar piezas CNC para aplicaciones robóticas. Aquí, veremos ambos ángulos.
CNC común Partes robóticas Fabricado con mecanizado CNC.
CNC Brazo robotico
Estas son las partes vitales de los dispositivos que funcionan como el brazo humano para realizar operaciones. Aunque inicialmente fue diseñado para automatizar la proceso de fundición a presión, ahora puede encontrar un brazo robótico CNC en muchos dispositivos utilizados en diferentes industrias. Dado que su aplicación es principalmente para mover objetos, sus diseños involucran materiales de alta resistencia como acero, aluminio y plásticos específicos.
Efecto final
Los efectores finales son dispositivos conectados al extremo de los brazos robóticos para ayudar al robot a realizar varias tareas e interactuar con múltiples objetos. A menudo tienen diferentes diseños y funciones, incluidas pinzas, agarradores, bombas de succión y aspiradoras. Sin embargo, se producen con máquinas CNC independientemente de su diseño y funcionalidad.
Plantillas y accesorios personalizados
La mayoría de las operaciones de los robots requieren plantillas y accesorios porque sostienen las piezas de trabajo en lugares mientras los robots trabajan en ellas. Los accesorios también ayudan a ubicar las piezas de trabajo con precisión en todo momento. Estos componentes son piezas personalizadas y el mecanizado CNC es la tecnología más rentable para fabricarlos.
Sensores y Controladores
La mayoría de los robots y dispositivos de automatización tienen sensores y controladores como componentes clave. Estos componentes contienen placas de circuito impreso (PCB) que son esenciales para su funcionamiento. Si bien el grabado químico fue la principal técnica utilizada para fabricar PCB, el mecanizado CNC elimina los desafíos asociados con el proceso. A diferencia del grabado químico, el proceso de mecanizado CNC fabrica estos componentes a medida y forma sin utilizar productos químicos nocivos.
Robótica común utilizada en el mecanizado CNC
Robots articulados
Estos son los tipos de robots más comunes utilizados industrialmente. Contienen juntas rotativas comúnmente conocidas como ejes. Algunos robots articulados son estructuras simples de dos ejes, mientras que otros son estructuras complejas que tienen 10 o más ejes. Todos los ejes robóticos de estos robots ofrecen grados de libertad adicionales para garantizar movimientos independientes de dichos robots.
El rango mejorado de movimiento y la flexibilidad de los robots articulados los hacen ideales para manejar varias piezas de trabajo, independientemente del tamaño. Algunas de las aplicaciones típicas de estos robots incluyen:
- Soldadura por arco
- Manejo de materiales
- Transferencia y embalaje de piezas.
- Asamblea
- Carga de la máquina
Robots SCARA
El brazo robótico articulado de cumplimiento selectivo (SCARA) es un robot de cuatro ejes diseñado para manejar operaciones repetitivas y de alta velocidad. Estos robots funcionan como brazos humanos pero con mayor velocidad y precisión. También ofrecen huellas compactas para ayudarlos a manejar cargas útiles bajas.
Su rapidez y eficiencia ayudan a reducir costos y mejorar la productividad al tiempo que garantizan la seguridad de los trabajadores. Los robots SCARA se utilizan principalmente para:
- Operaciones de montaje
- Elegir y colocar
- Maquinado
- Envases
- Inspecciones
Robots delta
Estos son robots industriales de tipo paralelo que se utilizan en aplicaciones de alta velocidad en la industria manufacturera. Su nombre proviene de sus exclusivos zapatos triangulares invertidos. A menudo se montan en las áreas de trabajo superiores, que suelen ser transportadores que mueven los productos por las líneas de producción.
Esta configuración y diseño mecánico únicos otorgan a los robots delta ventajas significativas sobre otros robots. Las aplicaciones comunes que usan la fuerza de los robots delta incluyen:
- Asamblea
- desmontaje
- Envases
- Elegir y colocar
- Clasificación:
Robots Gantry o Cartesianos
Estos robots industriales lineales funcionan en tres ejes utilizando el sistema de coordenadas cartesianas X, Y y Z. Los robots de pórtico son opciones populares porque sus configuraciones son muy flexibles. Puede ajustar fácilmente la precisión, el tamaño, la velocidad y la longitud del trazo del robot.
Los robots cartesianos son más grandes, con mayor alcance y carga útil. Por lo tanto, son adecuados para trabajar con piezas de trabajo más pesadas que la media. Algunas de sus aplicaciones incluyen:
- Asamblea
- Carga y descarga
- Manejo de materiales
- Sistemas de recoger y colocar
- Fijación y atornillado
- Envases
- Corte: láser y chorro de agua
¿La robótica se usa comúnmente para el mecanizado CNC?
Varias empresas continúan implementando la robótica CNC debido a su mayor eficiencia y otros beneficios. Estos beneficios incluyen:
Velocidad de producción rápida
Los robots pueden ser más rápidos que los humanos en algunas operaciones pero más lentos en otros procesos. Sin embargo, estas máquinas son muy consistentes. Pueden agarrar, cargar y descargar a la misma velocidad durante mucho tiempo.
En el pasado, la ausencia de un operador calificado puede dificultar el proceso de producción. Sin embargo, un robot CNC puede trabajar de manera eficiente e ininterrumpida en programas de computadora. Esto acelera la velocidad de producción, asegurando que los productos lleguen al mercado más rápido.
Alta precisión de fabricación
Los cargadores robóticos están programados para garantizar un posicionamiento preciso en cada paso. Esto incluye recoger la pieza de trabajo, cargarla en la máquina CNC, colocarla en la mesa de descarga, etc. Un brazo robótico puede alcanzar una precisión de +/-1 mm durante las operaciones de carga y descarga.
Acabado superficial liso
Es bastante difícil lograr que las máquinas creen el perfecto rugosidad de la superficie. Sin embargo, el mecanizado CNC funciona perfectamente con robots para crear las mejores interacciones con las piezas de trabajo y proporcionar acabados superficiales adecuados.
Realizar múltiples tareas
La capacidad de realizar múltiples tareas con robots CNC es otra gran ventaja que aprovechan los fabricantes. Como las máquinas CNC fresan, taladran o tornean, los brazos robóticos pueden realizar otras operaciones al mismo tiempo. Podría ser cargar la siguiente máquina, empacar los productos ya fabricados o verificar su calidad.
Diferencias entre máquinas CNC y Robótica CNC
Además de las operaciones que pueden realizar, estas dos tecnologías tienen varias diferencias de calidad y rendimiento. Desglosémoslos comparando cinco características vitales:
1. Precisión
La precisión o exactitud del mecanizado es una de las principales propiedades utilizadas para determinar el rendimiento de cualquier máquina. Las precisiones de los robots han mejorado en los últimos años, y los robots industriales alcanzan una precisión de entre 0.1 y 0.2 mm.
Por otro lado, las máquinas CNC de gama alta pueden alcanzar una precisión de entre 0.02 mm a 0.05 mm. Los tornos suizos tienen una precisión de hasta +/-0.0002 mm. Dado que la precisión de los robots a menudo depende de la calibración, la industria de la robótica se centra más en la repetibilidad.
2. Versatilidad
Una gran ventaja de los robots es su mayor versatilidad. Le permiten pasar fácilmente de una tarea a otra y realizar varias tareas simultáneamente. Mientras que las máquinas CNC pueden realizar adecuadamente tareas específicas como fresado, taladrado, torneado, etc., la robótica CNC puede realizar todas estas operaciones.
Estos robots también pueden moverse a lo largo de diferentes caminos complejos. Las máquinas CNC suelen tener tres o cuatro grados de libertad, lo que suele ser suficiente para muchas operaciones de mecanizado. Sin embargo, puede ser bastante restrictivo. Los robots industriales proporcionan una salida, y algunos tienen más de seis grados de libertad. Como resultado, puede mecanizar básicamente cualquier forma que desee.
3. Rigidez
La rigidez de las máquinas herramienta a menudo influye en su precisión. Las herramientas con poca rigidez tienden a moverse cuando se encuentran con materiales duros, lo que provoca cortes imprecisos. Los robots tienen una rigidez menor que las máquinas herramienta CNC tradicionales, con una rigidez inferior a 1 Newton por micrómetro. Por otro lado, las máquinas CNC tienen una rigidez de más de 50 Newtons por micrómetro.
El mecanizado robótico maneja fácilmente materiales más blandos como el plástico y la madera. Aunque puede manejar materiales como acero y aluminio, puede haber una reacción en los motores. Esto puede disminuir la precisión del componente resultante.
4. Espacio de trabajo
Aunque hay máquinas CNC con espacios de trabajo impresionantes, los robots CNC suelen tener espacios de trabajo más grandes. Los robots industriales de tamaño mediano suelen tener áreas de trabajo de hasta 7 metros cúbicos. Los robots también permiten agregar fácilmente un eje externo para ampliar aún más sus espacios de trabajo.
5. Asequibilidad
Tanto los robots como las máquinas CNC pueden ser costosos. Sin embargo, la robótica tiene algunas ventajas distintivas sobre estas máquinas herramienta: su versatilidad y su gran espacio de trabajo. Pueden realizar varias operaciones en objetos de prácticamente cualquier forma, tamaño y complejidad. Como resultado, ofrecen más valor por menos costo.
Testamento Robótica CNC ¿Reemplazar máquinas CNC?
A pesar de las diversas ofertas de robótica de fabricación CNC, aún no pueden igualar la precisión y la velocidad de las máquinas CNC modernas. Los robots son muy versátiles y se pueden adaptar para realizar diversas funciones. Sin embargo, las máquinas CNC están más especializadas en la fabricación de tipos específicos de componentes.
Además, los robots aún no pueden igualar la velocidad y la precisión de fresado CNC máquinas y sistemas de mecanizado de torno suizo. Su baja rigidez o rigidez también resulta ser un gran revés, ya que reduce el grado de precisión que pueden alcanzar con materiales duros.
Aunque siguen creciendo en popularidad, debemos reconocer que es posible que la robótica CNC nunca reemplace por completo a las máquinas CNC. Sin embargo, varias empresas ahora combinan ambos sistemas para trabajar en armonía y mejorar la productividad. Como los robots manejan tareas de automatización complejas, las máquinas CNC realizan tareas de mecanizado repetitivas.
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Conclusión
La robótica CNC es una tecnología innovadora en la industria manufacturera. Como las máquinas CNC ayudan a fabricar robots para sus aplicaciones, la combinación de máquinas CNC y robots también ayuda a lograr resultados sobresalientes en la fabricación de piezas. Hemos discutido las ventajas de ambas tecnologías y sus diversas diferencias y superposiciones.
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