Robots de fresado: una alternativa rentable al mecanizado CNC tradicional

El robot de fresado es una tecnología que ofrece nuevas opciones para la fabricación moderna y ofrece a los fabricantes flexibilidad en un espacio tradicionalmente dominado por los grandes equipos. Las posibilidades que ofrece el robot de fresado van desde la creación de moldes para la industria del plástico hasta obras de arte, por lo que se abren nuevas puertas a los fabricantes que pueden aumentar la productividad del proceso de fresado.

A continuación veremos los aspectos básicos de los robots de fresado para comparar esta tecnología con las opciones tradicionales de la industria y analizar cuándo se debería considerar la compra de un robot de fresado.

Fundamentos del robot de fresado

Aunque el fresado existe desde hace décadas, la aplicación de robots industriales a esta tarea es algo relativamente nuevo. Las barreras de entrada para que los robots entren en el espacio del fresado se redujeron significativamente con la prevalencia del software de corte en 3D. El software CAD/CAM para robots introdujo la simulación, la verificación y la coordinación de trayectorias de herramientas para el proceso de fresado. Esto facilitó la traducción de los diseños 3D en código para que el robot los siguiera. Además del componente de software, los componentes esenciales necesarios para el fresado incluyen:

• El hardware del robot
• Máquina herramienta y husillo
• Plantilla de la pieza de trabajo
• Protección de seguridad

Tipos de robots de fresado

Las variantes de seis ejes suelen realizar aplicaciones de fresado robotizado y tienen importantes ventajas para el proceso de fresado. En primer lugar, su movimiento articulado les permite crear formas y diseños intrincados en la pieza de trabajo de forma natural. Resultados similares de otros equipos requieren complejos equipos de apoyo o ajustes manuales por parte del operario. Estos robots también cuentan con un equilibrio de alcance y fuerza. Esta combinación es necesaria para trabajar alrededor de piezas más grandes y manejar el pesado equipo de máquinas herramienta. Algunos ejemplos de aplicaciones son:

• Fresado de moldes complejos utilizados en el proceso de inyección de plástico en caliente
• Mecanizado de bastidores interiores de barcos
• Acabado de tubos grandes
• Fundiciones de dispositivos médicos
• Acabado de fibra de carbono

El robot SCARA no es tan común como el de seis ejes para el fresado. Sin embargo, son excelentes para aplicaciones de fresado robótico pequeñas, sencillas y de bajo coste. No cuentan con la destreza y el alcance de los de seis ejes. Esto significa que no serán una buena opción para las aplicaciones más grandes y complejas. Sin embargo, los robots SCARA son una gran opción de bajo coste para la tarea adecuada. Algunos ejemplos de aplicaciones son:

• Trabajo de la madera
• Juntas metálicas para la automoción
• Componentes de plástico sencillos

Implementar soluciones de automatización también ofrece muchas ventajas en los procesos de fabricación como el caso de Robot de corte por chorro con agua y sus aplicaciones 

Industrias que se benefician de los robots de fresado

Los robots de fresado están presentes en muchas industrias debido a su facilidad de uso y su bajo coste en comparación con los equipos tradicionales. Son útiles para la mayoría de las tareas de fresado y las industrias más comunes para el fresado robótico incluyen:

• Fabricación de madera
• Plásticos y fibra de carbono
• Metales
• Dispositivos médicos
• Fabricación náutica
• Arte y Arquitectura
• Aeroespacial
• Automoción

Fresado robótico vs. mecanizado CNC

Hay muchas razones para automatizar un proceso de fresado. La automatización ofrece un mayor rendimiento, piezas de mejor calidad y una producción más uniforme. La comparación de soluciones robóticas y CNC es un dilema común para los fabricantes.

Los robots de fresado compiten con las máquinas CNC en las tareas de fresado y aunque ambas unidades son excelentes opciones para las tareas de fresado, la elección óptima suele depender de la aplicación y del contexto de su uso en las instalaciones. Por ejemplo, el mecanizado de alta gama de transmisiones tiene requisitos diferentes al fresado de productos de espuma complejos. Se puede analizar las diferencias entre ambas, para entender cuándo considerar una u  otra.

• Coste: La ventaja más importante para los fabricantes de robots de fresado es su menor coste en comparación con las máquinas CNC. Dependiendo de la aplicación, los robots pueden costar aproximadamente un 30-70% del coste de una máquina CNC. Es habitual que las máquinas CNC de calidad tengan un precio superior. Un robot de fresado puede variar de precio debido a las particularidades de las aplicaciones individuales. En resumen, un robot puede ofrecer una opción más rentable cuando los presupuestos son más ajustados y los márgenes de beneficio son estrechos.
• Flexibilidad: La flexibilidad inherente a los robots es una característica esencial para la mayoría de las aplicaciones. Las máquinas CNC suelen estar diseñadas para un número reducido de aplicaciones específicas. Los robots pueden reutilizarse para muchas tareas diferentes como pasar fácilmente de una pequeña tarea de fresado a otra de gran tamaño. Las máquinas CNC tienen un tamaño limitado por su construcción. Los robots también pueden redistribuirse a otras tareas por completo si es necesario. Por ejemplo, se puede reasignar un robot a una operación de paletizado si las necesidades cambian en el futuro. Las máquinas CNC, sin embargo, siempre serán máquinas CNC.
• Precisión: Las máquinas CNC ofrecen la mejor precisión de su clase gracias a su construcción rígida. Mientras que los robots de fresado ofrecen una precisión milimétrica, las máquinas CNC alcanzan fácilmente niveles de rendimiento micrónicos. Dependiendo de la tarea a realizar, puede que no sea factible utilizar un robot de fresado por este motivo. El fresado de componentes aeroespaciales de alta gama suele exigir las más estrictas tolerancias de fabricación. Los componentes con tolerancias más laxas ofrecen la oportunidad de utilizar robots de fresado.

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¿Cómo integrar un robot de fresado?

Integrar un robot de fresado puede ser un reto si no se conocen los requisitos. Cometer errores durante la integración conlleva dolores de cabeza a lo largo del ciclo de vida de la máquina. Por ejemplo, seleccionar el tipo de robot incorrecto puede conducir a reducciones significativas en la productividad de su aplicación. A continuación se detallan los principales pasos a tener en cuenta a la hora de integrar un robot de fresado:

• Encontrar un proveedor

  Encontrar el proveedor adecuado para un proyecto es un aspecto clave en cualquier proceso de automatización. El proveedor puede influir significativamente en el coste del proyecto y en la facilidad de integración. Lo ideal es encontrar a varios proveedores con experiencia en la implantación de robots en aplicaciones de fresado. Esto proporciona flexibilidad a la hora de sopesar los puntos fuertes y los costes de las marcas, permitiendo tomar una decisión informada para la empresa.

• Seleccionar el software necesario

  El software adicional para las aplicaciones de fresado puede pasarse por alto fácilmente. No es un requisito estándar para muchas otras aplicaciones, pero en el caso de una tarea compleja como el fresado, es fundamental. Este software le permite traducir los modelos 3D en comandos de fresado para el robot en lugar de programar manualmente los comandos de fresado. La utilización de este software resulta más rápida en órdenes de magnitud. Es esencial asegurarse de que el software elegido es compatible con la marca de robot.

• Hardware necesario

  Hay muchas opciones de hardware disponibles en función de los requisitos del proyecto, sin embargo, es posible tener que adquirir productos adicionales para garantizar el correcto funcionamiento de su proceso. Otros elementos pueden ser:

  • Estantes de herramientas para el cambio de piezas
  • Sistemas de refrigeración para el fresado de materiales más duros
  • Unidades de transferencia robótica para tareas de fresado más grandes.

  El proveedor puede ayudar a conseguir estos componentes adicionales. Algunos proveedores tienen paquetes con todo incluido, que son células de trabajo listas para las tareas de fresado estándar. Estos paquetes incluyen todo el hardware necesario para la aplicación. La compra de un paquete de este tipo puede reducir considerablemente el trabajo necesario para obtener los componentes necesarios.

  Para la mayoría de los fabricantes, la cuestión no es si automatizar o no, sino cómo hacerlo. Los robots de fresado ofrecen un inmenso valor añadido a cualquier proceso de mecanizado. La robótica puede ser la opción óptima en función de las características específicas de su aplicación.

Si ya has considerado las soluciones de robótica para mejorar tus procesos, es importante que a la hora de implantar un robot, tengas en cuenta la evaluación de riesgos de los robots industriales y normativa de seguridad