¿Puede un robot superar a una máquina CNC para el mecanizado de robots?

¡El mecanizado robótico está enviando a las máquinas CNC al camino de los dinosaurios! Pero, ¿realmente los robots son lo suficientemente buenos para el mecanizado?

Si aún no lo ha escuchado, ¡los robots son las nuevas máquinas CNC!

¿Podrían las máquinas CNC tradicionales seguir el camino del dinosaurio? (es decir, extinto, en lugar de convertirse en una franquicia de películas multimillonaria, aunque felizmente vería "CNC World 3")

Durante la última década, los robots han comenzado a usarse en lugar de las máquinas herramienta tradicionales para una amplia gama de tareas, que incluyen fresado, pulido, desbarbado, corte y más.

Pero, ¿puede el mecanizado robótico realmente superar a las máquinas herramienta dedicadas? Vamos a averiguarlo.

Mecanizado de robots... ¿En serio?

Si la idea del mecanizado robótico es nueva para usted, es posible que sea un poco escéptico. Los robots no son conocidos por su rigidez, que generalmente se considera la propiedad más importante de una máquina CNC. Sin embargo, el mecanizado robótico tiene grandes beneficios que pueden compensar esta desventaja.

Imagina que tienes un enorme bloque de hielo.

Quiere esculpir una estatua de hielo humorística del director ejecutivo de su empresa para una próxima cena de negocios. Sin embargo, no tienes las habilidades, ni el tiempo, para aprender a esculpir hielo a mano. Tiene acceso a un taller mecánico lleno de máquinas CNC, pero todas ellas son demasiado pequeñas para caber en el bloque de hielo.

Pero tienes un robot.

Este es exactamente el tipo de aplicación que es perfecto para el mecanizado de robots. Se trata de una pieza de trabajo que es demasiado grande para las máquinas herramienta tradicionales, que está hecha de un material relativamente blando y requiere trayectorias de mecanizado complejas que serían imposibles de lograr con la mayoría de las máquinas CNC. Esta es la razón por la que el mecanizado robótico es especialmente popular para tareas de creación rápida de prototipos.

Sin embargo, puede que estés pensando:“Todo eso está muy bien, pero no quiero tallar un bloque de hielo. Quiero mecanizar con precisión nuestro producto. ¿Puede el mecanizado robótico funcionar para mí?” Tal vez.

Robots frente a máquinas CNC:cómo se apilan

Analicemos las diferencias entre las dos tecnologías comparando 5 propiedades importantes:

1. Precisión

La precisión de mecanizado es probablemente la principal propiedad que la gente utiliza para determinar el rendimiento de una máquina CNC. Si su máquina no es precisa, ¿cómo puede esperar crear un producto de calidad?

La precisión de las máquinas herramienta mejora constantemente. Las máquinas de gama alta pueden alcanzar precisiones de entre 20 y 50 micras. El llamado "torno más preciso del mundo" (que se creó en 2001 y no parece haber sido superado) tiene una precisión de 0,2 micras.

La precisión de los robots ha mejorado en los últimos años. Los robots industriales se pueden calibrar cerca de su repetibilidad. Por ejemplo, un robot KUKA KR210 con una repetibilidad de 100 micras se puede calibrar con una precisión de hasta 200 micras.

Sin embargo, es importante recordar que la precisión de un robot depende de una buena calibración (como discutimos en nuestro artículo ¿La programación fuera de línea es realmente precisa?). Debido a que la calibración depende de los usuarios finales, la industria de la robótica tiende a centrarse más en la "repetibilidad" de un robot que en su precisión.

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2. Espacio de trabajo

Cuando se trata de espacio de trabajo, existen algunas máquinas CNC impresionantes. He visto máquinas de superficie plana que son más grandes que elefantes. Sin embargo, la mayoría tiene un espacio de trabajo mucho más pequeño.

Los robots industriales, por otro lado, suelen tener un gran espacio de trabajo. Un robot industrial de tamaño mediano tendrá un espacio de trabajo de 7 a 8 metros cúbicos. Además, puede agregar fácilmente un eje externo al robot y ampliar aún más su espacio de trabajo.

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3. Versatilidad

Probablemente, el mayor beneficio de los robots es su versatilidad. Puede moverlos fácilmente de una tarea a otra. Las máquinas CNC son excelentes para una tarea específica, ya sea fresado, torneado, taladrado, etc. Un robot puede hacer todas estas cosas y más.

Los robots también pueden moverse a lo largo de rutas más complejas que la mayoría de las máquinas CNC. Las máquinas CNC tienden a tener 3 o 4 grados de libertad (DoF). Esto es suficiente para muchas tareas de mecanizado, pero puede ser restrictivo. Casi todos los robots industriales tienen 6 grados de libertad, lo que significa que puede mecanizar prácticamente cualquier forma que desee.

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4. Rigidez

La rigidez de una máquina herramienta influye fuertemente en su precisión. Una herramienta con poca rigidez se moverá cuando encuentre un material duro. Esto provocará un corte impreciso. Los robots suelen tener mucha menos rigidez que las máquinas herramienta tradicionales. La rigidez de un robot es generalmente inferior a 1 Newton por micrómetro, mientras que las máquinas CNC suelen tener más de 50 Newton por micrómetro.

Las herramientas de baja rigidez también tienden a tener frecuencias naturales más bajas, lo que significa que la herramienta vibrará cuando entre en contacto con el material. Los robots tienen una frecuencia natural de 10 a 20 Hz, en comparación con varios cientos o miles de Hz para las máquinas herramienta.

El mecanizado robótico puede manejar fácilmente materiales blandos como espuma, madera, plástico, etc. Sin embargo, los materiales más duros como el acero o el titanio pueden causar una reacción en los motores del robot, lo que disminuirá la precisión. .

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5. Asequibilidad

Tanto las máquinas herramienta como los robots pueden ser costosos. Sin embargo, los robots tienen dos ventajas distintas sobre las máquinas CNC tradicionales:su gran espacio de trabajo y su versatilidad. La posibilidad de mecanizar objetos de (prácticamente) cualquier tamaño, forma y complejidad significa que los robots pueden ofrecer más valor a una empresa por menos costo.

Investigadores de la Universidad de Mons en Bélgica estimaron que un robot es un 30 % más económico que una máquina herramienta con el mismo espacio de trabajo.

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Conclusión

La respuesta a la pregunta "¿Pueden los robots superar a las máquinas CNC?" es un "Sí" definitivo.

Pero, con una advertencia:depende de lo que signifique la palabra "rendimiento superior" para su aplicación.

Si su tarea de mecanizado requiere alta precisión y rigidez, entonces las máquinas CNC son insuperables. Sin embargo, si necesita versatilidad, un gran espacio de trabajo y asequibilidad, el mecanizado robótico es el camino a seguir.

Cómo hacer que el mecanizado robótico funcione para usted

El mecanizado de robots es fácil, pero solo si tiene el software de programación adecuado. RoboDK viene con una herramienta de mecanizado de robot incorporada que convertirá su archivo ASM producido por CAM o GCODE en una ruta para su robot. Puede encontrar un video de demostración de esta herramienta aquí.

También es compatible con robots que han sido especialmente diseñados para aplicaciones de mecanizado de robots (con rigidez y precisión mejoradas) como Stäubli RX170 hsm, ABB IRB 6660 y KUKA KR 500-3 (el variante de máquina herramienta). Puede encontrar los modelos de estos robots y cientos más en la Biblioteca de robots.

¿Está planeando comprar un robot para tareas de mecanizado? Cuéntenos en los comentarios a continuación o únase a la discusión en LinkedIn, Twitter, Facebook o Instagram.