Robótica CNC:5 consejos clave para aumentar la productividad y la seguridad en su taller

En algún momento, todos necesitamos ayuda con el trabajo pesado .

Para los talleres de mecanizado CNC, eso puede significar robots para levantar, posicionar y empaquetar piezas fundidas de metal, algunas de las cuales pesan cientos de libras. También significa menos estrés físico y mental para los empleados, el activo más valioso de cualquier taller mecánico.

Trabajar junto a un robot puede mejorar la productividad del operador al realizar trabajos repetitivos y físicamente exigentes. La robótica CNC aumenta la velocidad, mejora la eficiencia e impulsa la repetibilidad, lo que conduce a una mejor calidad.

Los robots de fabricación CNC pueden realizar muchas tareas, reduciendo el estrés físico de los trabajadores del taller.

Consejo n.º 1:explore las funciones realizadas por robots

Utilizando la robótica, muchos procesos de fabricación pueden actualizarse para automatizar trabajos de gran volumen. ¿Qué pueden hacer los robots de mecanizado? Bueno, con el diseño correcto y la programación adecuada, son increíblemente versátiles. . La robótica industrial en un entorno de taller de mecanizado CNC normalmente asume tareas simples pero importantes.

9 Tareas. 1 robot.

A continuación se muestra un ejemplo de nueve tareas, todas realizadas en este orden (y siempre el mismo) por un solo robot:

1. Ubicar y orientar una pieza fundida en un estiba utilizando un sistema de visión
2. Cógelo y recógelo
3. Sople el dispositivo para eliminar las virutas antes de cargar
4. Cárguelo en una máquina CNC para cortarlo
5. Después del mecanizado, elimine la pieza y drene el refrigerante a la máquina
6. Descargar la pieza mecanizada
7. Desbarbar la pieza (eliminar los bordes afilados y las rebabas que quedan del mecanizado)
8. Lavar la pieza cargando y descargando en lavadora
9. Coloque la pieza en un transportador de salida

Aunque se trata de nueve pasos individuales, es un ejemplo muy sencillo. Un robot también puede aplicar una matriz de datos en una pieza de seguimiento; puede muestrear piezas para auditorías de calidad; y, si hay varias piezas, el robot realiza un seguimiento de ellas sin mezclarlos.

Exploremos las diferentes funciones de un robot:

• Recoger piezas — Las piezas se pueden recoger de soportes, transportadores, soportes y accesorios. Cuando las piezas no se colocan repetidamente, como en un material de estiba o en un transportador, se utilizan sistemas de visión para localizar y orientar las piezas antes de agarrarlas y levantarlas
• Voltear/manipular/mover piezas — Un robot puede voltear una pieza o colocarla sobre un soporte y volver a agarrarla desde la parte trasera con otra empuñadura/herramienta
• Carga y descarga — Los robots cargan y descargan piezas en muchos lugares:accesorios dentro de una máquina CNC, puestos de cola, lavadoras, probadores de presión, transportadores, contenedores de productos terminados, puestos de operador, máquinas de medición por coordenadas (MMC), etc.
• Soplando — Algunos robots expulsan virutas de metal y refrigerante de una pieza y un accesorio; Las virutas se eliminan y se reciclan, el refrigerante regresa al tanque para su reutilización
• Desbarbado — Los robots pueden eliminar los bordes afilados que quedan después del mecanizado
• Desviar piezas — Si se fabrican dos piezas similares, el robot las mantiene separadas y también toma muestras de la enésima pieza para un control de calidad; Las piezas defectuosas (de una prueba de presión fallida, por ejemplo) se pueden separar automáticamente para eliminarlas para su análisis y cuarentena.
• Seguimiento de piezas — Los robots sujetan una pieza a un marcador directo de piezas (DPM) para recibir una marca de matriz de datos y la acercan a un lector para verificar la marca y rastrear la pieza
• Embalaje — Los robots empaquetan piezas y manipulan materiales de embalaje. Utilizando ventosas de aire, los robots recogen y colocan almohadillas de capas de plástico entre capas verticales de piezas. Para piezas más grandes (cubiertas de motor, por ejemplo), se coloca un divisor de madera contrachapada con un agarre de espuma de aire más fuerte
• Cola — Los robots ponen en cola las piezas de entrada, en proceso y terminadas, manteniendo las máquinas en funcionamiento y eliminando la necesidad de que los trabajadores empaqueten una pieza a la vez

Consejo n.º 2:conozca la programación de robots

¿Cómo saben los robots cómo y cuándo realizar todas estas funciones? A los robots se les “enseñan” movimientos y comportamientos como una secuencia de puntos y funciones; están programados. Por ejemplo, un operador de CNC mueve el brazo de un robot durante una operación, enseñando los puntos, y luego el robot lo repite una y otra vez. . Las operaciones pueden actualizar los robots para ajustar a cambios y problemas sin depender de la ingeniería.

La parte más desafiante es configurar un completamente nuevo célula de fabricación robótica, que implica experiencia en lógica, muchas funciones y subfunciones, entrada y salida, seguimiento y manipulación de piezas... y mucha experiencia en ingeniería y programación experta.

Todo ese trabajo hace que el costo de implementación inicial El uso de robótica de mecanizado es bastante elevado:el robot en sí, el diseño frontal, la elección de las pinzas adecuadas, la programación del robot, la determinación de cómo encajará el robot en los procesos establecidos, etc. Requiere un importante trabajo inicial para lograr esas tareas.

La programación de robótica CNC requiere conocimientos de lógica y experiencia en ingeniería experta.

Consejo n.º 3:revise su situación particular antes de agregar un robot

Mire sus objetivos para mantenerse competitivo . Para lograrlos, ¿necesita reducir los costos de producción y/o aumentar la productividad? Piense en cómo agregar un robot, en lugar de agregar numerosos empleados, puede hacer que esto suceda.

A continuación, piense en el futuro . ¿Sus próximas proyecciones incluyen muchos proyectos repetibles y físicamente exigentes (levantamiento pesado, como cargar y mover piezas fundidas)?

Sea paciente y planifique adecuadamente . El plazo de entrega de un robot podría ser de 8 meses o más. Esto no es mucho más que una máquina CNC, pero aún así podría obstaculizar tus planes.

Un taller de mecanizado CNC con personal especializado en ingeniería es más adecuado para trabajar con un distribuidor de robótica e introducir la robótica en el taller. Tener tareas bien definidas:el taller se encarga de los desafíos de ingeniería; el proveedor de robótica se encarga de los problemas directamente relacionados con el robot y mantiene la producción en marcha.

Por último, ¿qué otras nuevas tecnologías ¿Se pueden mejorar los procesos de producción de mecanizado CNC? ¿Puede la inteligencia artificial (mecanizado CNC con IA) trabajar mano a mano con la robótica CNC para aumentar la productividad?

Obtenga más información sobre la importancia de las piezas mecanizadas con precisión en nuestro recurso:Guía de la industria del mecanizado CNC.

Consejo n.º 4:comprenda la diferencia entre máquinas CNC y robots

Comparemos brevemente los centros de mecanizado CNC con los robots de fabricación CNC.

Las máquinas CNC son máquinas de corte estandarizadas y altamente automatizadas, diseñadas para realizar mecanizados de precisión:fresado, taladrado, taladrado, escariado, roscado, etc. mediante husillos. que giran hasta 15.000 RPM. Un robot no tiene husillo y no puede lograr una precisión exacta, pero definitivamente realiza acciones repetibles de manera eficiente y confiable, generalmente usando agarres, herramientas de desbarbado, visión y aire.

Los robots usan brazos de 6 ejes y son excelentes para mover una pieza del punto A al punto B, mientras que una pieza de máquina CNC y la geometría de la herramienta de trabajo usan 3, 4, 5 o incluso 6 ejes.

Tener un robot en una celda de trabajo proporciona flexibilidad al operador . El robot puede trabajar a partir de una cola de piezas, manteniendo el equipo en funcionamiento durante múltiples ciclos de la máquina. Cuando se hace bien, los robots simplifican el trabajo del operador de CNC, lo que significa que los operadores superan la curva de aprendizaje más rápido. Al final, esto mejora la flexibilidad de programación del equipo de producción.

Hablando de mano de obra, ni los robots CNC ni las máquinas CNC son buenos por sí solos; Requieren operadores y programadores capacitados. E incluso con la llegada de la IA, no pueden pensar creativamente o resolver problemas y no añaden nada a la cultura de un taller de mecanizado CNC. Entonces, si bien la robótica CNC es constantemente productiva y no requiere tiempo de enfermedad, no puede hacerlo todo.

Consejo n.º 5:elija un taller de mecanizado CNC que utilice robots

No todos los talleres de máquinas CNC utilizan robots. Los talleres más pequeños y aquellos que se especializan en piezas de bajo volumen y altamente personalizadas no suelen utilizar robots. Los talleres de mecanizado CNC que utilizan robots pueden cotizar proyectos de forma competitiva de alto volumen en un contrato a largo plazo. Otra ventaja es cómo los robots ayudan a eliminar el agotamiento del personal. , tanto física como mentalmente. ¿Preferirías usar un polipasto para levantar lentamente una pieza de 90 libras o usar un robot para moverla de manera rápida y segura?

Sin duda, un taller de mecanizado CNC debe priorizar realizar un mecanizado preciso; ese debe ser el foco. Sólo entonces se debería considerar que los robots harán que la fabricación sea más rápida, menos costosa y más consistente.

En general, las personas son cada vez más amigables con los robots con el tiempo. Con capacitación y educación, muchos operadores de CNC también se han convertido en expertos en robots de fabricación CNC. Algunos se han convertido en ingenieros y supervisores y ayudan a mantener, capacitar y mejorar los sistemas robóticos.

Los robots realizan muchas acciones repetibles dentro de un taller mecánico, pero no pueden replicar la precisión de una máquina CNC.

Pensamientos finales sobre costos, implementación y gestión

Los robots de fabricación CNC no son caros, pero sí integración es decir, siendo el proceso inicial a menudo largo y costoso. Incluso los pequeños cambios en una línea implican un rediseño y reutilización células de trabajo robóticas.

A modo de ejemplo, un proyecto de Stecker se desarrolló así:

• 4 centros de mecanizado CNC =75% de los costes subcontratados
• 2 robots =10 % de los costes subcontratados
• Automatización (equipos, programación) =15% de los costos subcontratados

Los robots eran en realidad los menos caros aspecto de ese proyecto.

Por muy beneficiosas que sean, la robótica CNC es inflexible , ya que la configuración del nuevo sistema lleva entre 3 y 6 meses, además la tecnología no se puede reutilizar fácilmente. Una vez que una línea está lista, desea aprovecharla al máximo. Por ejemplo, en Stecker estamos trabajando para mejorar la forma en que los robots funcionan "luces apagadas ”, sin operador durante hasta ocho horas seguidas.

Debido a que nuestro objetivo es fabricar piezas de alta calidad lo más rápido posible, a menudo necesitamos repensar nuestros diseños para que sean a la vez rápidos y robustos. . Nuestro proceso general es poner en funcionamiento las máquinas CNC, fabricar piezas, probar el mecanizado y luego automatizar. .

Los talleres de mecanizado CNC de alta gama utilizan la robótica CNC al máximo, pero ¿cómo saber cuándo una asociación es la adecuada? Revise nuestra guía (y nueve escenarios) para ver cuándo es mejor trabajar con un experto en CNC. Haga clic a continuación para obtener su copia.

Acerca del autor

Matt dirige el equipo de marketing y recursos humanos de SMC. Ha trabajado para Stecker Machine en proyectos que abarcan fabricación CNC, robótica, inbound marketing y liderazgo. Le gusta aplicar su experiencia en ingeniería a cualquier desafío empresarial.