Robot CNC como máquina herramienta

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Maucher CNC-Robotic GmbH, en cooperación con Siemens y Comau está a punto de revolucionar muchas áreas de la producción estándar de robots CNC

Robot CNC como máquina herramienta

En cooperación con Siemens, Maucher CNC-Robotic GmbH está a punto de revolucionar muchas áreas de la producción CNC. Los robots industriales estándar controlados por CNC se encargan de tareas propias de las células de mecanizado. Las innovadoras células robotizadas han funcionado correctamente en el proveedor de automoción Maucher Formenbau durante muchos meses. Mientras tanto, Maucher también ofrece a otros clientes las soluciones robóticas CNC desarrolladas inicialmente para la producción interna.

Un robot mecaniza piezas en varios espacios de trabajo

El empleado de Maucher Formenbau GmbH saca de la prensa la pieza en bruto para el techo del vehículo. Para el precorte, coloca el revestimiento del techo en un molde que se sujeta a una mesa de trabajo en una celda. La puerta de la celda se cierra y el operador inicia el programa NC en el CNC utilizando un panel de operador móvil.

Es entonces cuando el brazo del robot se mueve hacia la celda desde arriba. Acompañado por movimientos aparentemente sin esfuerzo del brazo del robot y la mesa de la pieza de trabajo, el robot se mueve con precisión sobre las complejas curvas del molde y sobre todos los recortes con una boquilla para corte por chorro de agua. Tan pronto como finaliza esta tarea, el brazo del robot sale de la celda y se baja a una celda adyacente donde otro empleado ha colocado un componente moldeado diferente para el precorte.

Mecanizado preciso mediante robot de trayectoria continua

Lo que parece tan poco espectacular y tan común en las instalaciones de producción de Maucher Formenbau es en realidad una pequeña revolución en la robótica y la producción de CNC. "De hecho, trabajé en el desarrollo y la puesta en marcha de aplicaciones robóticas durante muchos años. Los robots antes se limitaban a tareas de manipulación, ya que estaban controlados por sistemas punto a punto. Utilizarlos para realizar operaciones de mecanizado más complejas o precisas era imposible", Dirk Brissé, director general de Maucher CNC-Robotic GmbH, nos lo cuenta.

Luego, un ex colega Patrick Bartsch lo llamó y le dijo que quería desarrollar robots que pudieran usarse para mecanizar. "Instintivamente lo rechacé. Pero luego me entusiasmé mucho con la idea y al día siguiente acepté involucrarme", dice Dirk Brissé.

SINUMERIK Run MyRobot: una idea electrizante

Los dos socios ávidos de innovación fueron a llamar a las puertas de muchos fabricantes de robots con su idea. Sin embargo, casi nadie compartió su entusiasmo, probablemente porque el negocio de la robótica estaba en auge y los grandes ingresos de las operaciones de manipulación simples eran más interesantes para los fabricantes.

"Nos enteramos de Comau y su integración en SINUMERIK Run MyRobot. Aquí también, el campo de aplicación principal era la manipulación, pero el robot Comau estaba controlado por el CNC y estaba sincronizado con la máquina herramienta de esta manera. Y esto es lo que realmente nos electrizó : los desarrolladores de Siemens habían integrado la cinemática del robot Comau en el CNC, estableciendo así un control de trayectoria continua para los robots. Y además: el robot podía beneficiarse de todas las ventajas del SINUMERIK 840D sl: gemelo digital, simulación de mecanizado, seguridad integrada, programación mediante software CAD / CAM, etc..

 Esto significa que ya no se necesita un especialista en robots para programar tareas de mecanizado. En el futuro, los expertos en producción de CNC con todo su conocimiento sobre los procesos y materiales de producción podrían hacer el trabajo.

Producción propia como banco de pruebas

Los dos desarrolladores también consiguieron que Peter Strittmatter, director general del proveedor de automoción Maucher Formenbau GmbH, se interesara en su idea: "Nuestro ámbito de actividad consiste en el suministro de revestimientos de techo, alfombrillas, revestimientos de pasos de rueda y materiales híbridos para pequeñas series de producción, marcas de lujo y vehículos especiales, como limusinas blindadas. Aquí se requiere flexibilidad, junto con alta calidad. El meollo del problema es el siguiente: la fabricación de máquinas para fines especiales no vale la pena con estas cantidades y nos enfrentamos a nuestros límites con respecto a la producción, calidad, eficiencia y ergonomía para nuestros empleados si nuestros procesos son puramente manuales. Encontré la idea de usar robots precisos y flexibles para el mecanizado y poder programarlos como un CNC extremadamente emocionante ”.

Físicamente exigente y complicado: pegar con precisión la cinta de velcro a un material blando

Mientras tanto, las soluciones completas que se desarrollaron en base a la idea han estado haciendo un trabajo confiable en las instalaciones de producción de Maucher durante varios meses. No muy lejos de la planta multicelda para el corte por chorro de agua, hay una celda donde se utiliza un robot con un cabezal de aplicación múltiple para aplicar cinta adhesiva y velcro a los revestimientos del techo del vehículo.

Posteriormente se utilizarán para sujetar los revestimientos del techo a la carrocería. Una boquilla dispensadora en el brazo del robot aplica primero líneas largas o puntos individuales de adhesivo. Después de cada recorrido completo, la cabeza del robot realiza una pequeña rotación, retrocede a lo largo de las líneas y puntos una vez más y aplica cinta de velcro de un rollo grande , la presiona hacia abajo y la corta a la medida, todo perfectamente controlado por SINUMERIK 840D sl.

"Este trabajo requiere precisión y también fue extremadamente exigente físicamente para nuestros empleados debido a la presión que se tuvo que aplicar. Incluso tuvimos el problema básico de que los empleados no podían llegar lo suficientemente lejos cuando se trataba de revestimientos de techo para camionetas y minibuses. Ahora esta tarea se realiza automáticamente, para una gran cantidad de revestimientos de techo y tipos de vehículos diferentes ", dice Peter Strittmatter.

Soluciones completas con costes calculables

"Esta es otra diferencia en comparación con los fabricantes de robots normales. No estamos poniendo en marcha ningún proyecto de robot arriesgado y que consuma mucho tiempo. Simplemente ofrecemos soluciones completas con costes calculables. Utilizando nuestra propia planta de producción como banco de pruebas, desarrollamos una solución de proceso que luego podemos entregar como un producto terminado que comprende una celda estándar, un robot estándar, el controlador SINUMERIK y la aprobación CE para toda la unidad ".

Te das cuenta de lo importante que es la experiencia práctica cuando ves que a los dos desarrolladores solo se les ocurrió la idea de colocar el robot no en la celda, sino encima de la celda en un marco colocado a un lado cuando estaban trabajando en la aplicación práctica. Esto ahorra espacio, tanto para la huella como en el espacio de trabajo de la máquina herramienta. Permite que un robot opere en varias celdas sin demasiado esfuerzo, optimizando así los tiempos de configuración

Cabe en un camión completamente ensamblado

Incluso la celda más grande completamente ensamblada puede caber en un camión. Las celdas se pueden instalar en las instalaciones de producción en solo unas pocas horas. Incluso con aplicaciones como el corte por chorro de agua, solo es necesario montar robots y células. No se requieren anclajes ni cimientos especiales. Desde el punto de vista de la ingeniería de procesos, la celda constituye una máquina herramienta CNC clásica después de su configuración. Los programas se pueden crear y simular en la secuencia digital habitual utilizando programas CAD / CAM; las herramientas y los dispositivos de sujeción se prueban automáticamente, y las funciones "Integrated Safety" de SINUMERIK también están operativas.

Hasta ahora, todo esto es territorio familiar. Pero las células robóticas también abren nuevas posibilidades. Los ocho ejes permiten estrategias de mecanizado nuevas y más eficientes y tiempos de ciclo más cortos; en algunos procesos, hasta un 30 por ciento mejor que las máquinas herramienta clásicas de 5 ejes. Los robots y las células se pueden utilizar para diferentes tareas según el cabezal de aplicación. La protección de la inversión también es impresionante: "Si un proceso o una máquina se vuelve obsoleta debido a cambios en los libros de pedidos, puedo adaptar el robot para otros procesos", dice Peter Strittmatter.

Aplicaciones robóticas para otros clientes

Durante los últimos meses, Maucher ya no solo está construyendo sistemas robóticos para la producción interna, sino también para otros clientes basados en el proyecto Comau Run MyRobot implementado con SINUMERIK 840D sl. Las células robotizadas para aplicaciones que ya se han estado ejecutando durante algún tiempo en Maucher Formenbau son el enfoque principal en este momento. Sin embargo, se están desarrollando simultáneamente otras aplicaciones para el campo innovador de la robótica CNC.

"Las aplicaciones más interesantes para nosotros en este momento son las aplicaciones de mecanizado que pueden funcionar con cargas útiles más pequeñas. Actualmente estamos probando células de robot para procesos como pulido y desbarbado, por ejemplo. La demanda de esta aplicación está aumentando, especialmente para materiales compuestos, y también se puede implementar mediante robots para cargas útiles pequeñas y medianas ”, explica Dirk Brissé.

 




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