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La automatización de las máquinas CNC es hoy una de las formas más eficaces de aumentar la productividad, aliviar la carga de trabajo del personal cualificado y asegurar la competitividad a largo plazo. Sin embargo, muchas empresas siguen planteándose las mismas preguntas:
La buena noticia es que la automatización CNC ya no está reservada a los fabricantes de grandes series. Gracias a las soluciones modulares de automatización de EROWA, hoy en día las pequeñas y medianas empresas también pueden automatizar su producción paso a paso, manteniendo al mismo tiempo la flexibilidad necesaria para adaptarse a los cambios en los pedidos.
El robot, por sí solo, no es el factor decisivo. Una producción verdaderamente eficiente solo se consigue cuando los sistemas de amarre, la manipulación de piezas, la automatización, el control de procesos y los procesos de medición trabajan conjuntamente de forma óptima, un principio que constituye el núcleo de la filosofía de sistemas de EROWA, el denominado Flexible Manufacturing Concept (FMC), desde hace más de 50 años.
Este artículo explica cuándo merece la pena automatizar una máquina CNC, qué soluciones de EROWA intervienen y qué aspectos deben tener en cuenta las empresas durante la planificación.
La automatización CNC describe la carga y descarga automáticas de máquinas herramienta, así como la organización continua de todo el proceso de fabricación. El objetivo es aumentar el tiempo de funcionamiento de las máquinas, reducir los tiempos de preparación y aprovechar la capacidad de producción de forma más eficiente.
Hoy en día ya no se trata únicamente de utilizar un robot. La automatización CNC moderna, desarrollada por EROWA desde 1971, conecta diferentes etapas del proceso en un sistema coordinado: desde el amarre de la pieza, pasando por el flujo de materiales, hasta la gestión digital de las órdenes de producción.
Dependiendo de la aplicación, una solución de automatización de EROWA incluye, entre otros:
El resultado es una producción más fiable, más predecible y más rentable, independientemente de que se fabriquen piezas individuales, series pequeñas o lotes de mayor tamaño.
En principio, hoy en día prácticamente cualquier máquina herramienta moderna puede automatizarse. Lo importante no es tanto el fabricante de la máquina, sino el tipo de pieza, el sistema de amarre y la estrategia de producción deseada. Los sistemas EROWA están diseñados deliberadamente para ser independientes del fabricante de la máquina y pueden integrarse prácticamente en máquinas herramienta de cualquier marca y generación.
Las aplicaciones más habituales incluyen:
Gracias al programa modular de robótica de EROWA, desde soluciones monobloque compactas como EROWA Robot Easy y EROWA Robot Compact 80/150, pasando por sistemas lineales como EROWA Dynamic 150L/250/500 y EROWA Robot Six para palets de hasta 800 kg, hasta llegar al sistema Heavy Duty EROWA LoadMaster (LoadMaster Compact y LoadMaster Compact Heavy) para cargas de entre 800 y 5.000 kg, es posible automatizar una sola máquina o alimentar varias máquinas mediante un único robot compartido. De este modo, las empresas pueden ampliar su automatización paso a paso y adaptarla a las futuras necesidades de producción.
Muchas empresas asocian automáticamente la automatización CNC con un robot. Sin embargo, en realidad el robot es solo uno de los componentes de un proceso de fabricación automatizado, una conclusión basada también en los más de 50 años de experiencia de EROWA en tecnología de amarre.
La verdadera base se establece mucho antes.
Antes de que una pieza pueda manipularse automáticamente, debe sujetarse de forma repetible, identificarse de manera inequívoca y posicionarse con precisión. Sin dispositivos de amarre estandarizados y puntos de referencia repetibles, ningún robot puede recoger piezas de forma segura ni transportarlas entre distintas máquinas.
Un robot solo puede trabajar con la misma fiabilidad que le permita la interfaz entre la pieza y la máquina. El sistema de amarre de punto cero EROWA ITS, por ejemplo, alcanza una repetibilidad inferior a 0,002 mm, con una fuerza de amarre de entre 2.500 y 7.000 N, dependiendo del tamaño. Estos valores crean puntos de referencia reproducibles a lo largo de todo el proceso de fabricación. De este modo, las piezas mantienen una posición inequívoca desde la preparación inicial, pasando por las distintas operaciones de mecanizado, hasta la medición. Solo esta referencia continua hace posible una automatización verdaderamente segura desde el punto de vista del proceso.
Por eso, una automatización de éxito comienza con la estandarización mediante un sistema de amarre EROWA.
Solo cuando los sistemas de amarre, los palets y los portapiezas están perfectamente coordinados entre sí se consigue un flujo continuo de materiales. En ese momento, el robot deja de limitarse a cargar y descargar una máquina para convertirse en parte integrante de todo un sistema de fabricación. EROWA denomina a esta interacción Flexible Manufacturing Concept (FMC).
Un sistema de amarre de punto cero crea puntos de referencia reproducibles para cada etapa del mecanizado. Las piezas pueden prepararse fuera de la máquina y sujetarse en cuestión de segundos. Al mismo tiempo, se reduce el riesgo de errores durante la preparación.
EROWA ofrece una completa gama escalonada de sistemas de amarre: EROWA ITS, con una repetibilidad inferior a 0,002 mm, es especialmente adecuado para electroerosión, fresado y piezas de precisión de hasta 140 × 140 × 140 mm; EROWA MTS (Modular Tooling System) constituye una interfaz universal y ampliable modularmente, con una repetibilidad inferior a 0,003 mm, ideal para paletización simple o múltiple; EROWA UPC (Universal PowerChuck) cubre piezas de hasta 500 × 500 × 500 mm; mientras que para piezas grandes y pesadas, de hasta 1.500 kg por elemento de amarre, está disponible el nuevo EROWA GTS (Giant Tooling System), patentado, con una fuerza de amarre de 80.000 N.
Los robots se encargan de mover automáticamente palets o piezas en bruto y abastecen una o varias máquinas. Esto reduce significativamente los tiempos de inactividad y permite periodos de producción desatendida mucho más largos.
La gama de robots EROWA cubre cargas útiles desde 30 kg hasta 5.000 kg. EROWA Robot Easy, la solución de nivel de entrada, también está diseñado para el reequipamiento (retrofit) de máquinas individuales existentes y, en la práctica, suele amortizarse en menos de un año. EROWA Robot Leonardo High combina hasta 32 posiciones de palets con una estación de preparación integrada en una superficie de tan solo 2 × 2 metros, lo que permite preparar nuevos trabajos mientras la máquina sigue produciendo, una solución ideal para turnos nocturnos autónomos. Para aplicaciones de gran capacidad están disponibles sistemas lineales como EROWA Dynamic 250/500 o EROWA Robot Six (hasta 800 kg), capaces de abastecer hasta 12 máquinas mediante un sistema ferroviario común. Para palets de entre 800 y 5.000 kg, esta tarea la realiza el sistema Heavy Duty EROWA LoadMaster (LoadMaster Compact / LoadMaster Compact Heavy).
Las herramientas, las piezas, los palets y los dispositivos de amarre deben poder identificarse de forma inequívoca en todo momento. Solo así los pedidos pueden procesarse automáticamente sin que los operarios tengan que intervenir de forma constante.
El control moderno de la producción representa esta organización en formato digital: gestiona de forma centralizada las máquinas, las piezas, las herramientas y las órdenes de producción, permitiendo ajustar prioridades con flexibilidad, programar automáticamente nuevos trabajos y aprovechar al máximo los recursos disponibles.
Gracias al sistema de identificación por RFID EROWA EWIS, los palets y portaelectrodos se identifican de forma única, lo que permite conocer en todo momento la posición y el estado de cada pieza, un requisito indispensable para garantizar una elevada seguridad del proceso durante la gestión automática de los almacenes.
Sobre esta base se construye el sistema de control de procesos EROWA JMS 4.0, que conecta los datos ERP y CAD/CAM con la célula de fabricación, controla los robots y la transferencia de datos y ofrece una visión continua, las 24 horas del día, del estado de las máquinas mediante una aplicación de monitorización. Como sistema de software modular, JMS 4.0 crece al mismo ritmo que el grado de automatización de la empresa: desde un único centro de mecanizado hasta una Smart Factory completamente interconectada.
Los procesos de medición automatizados garantizan que las piezas se verifiquen durante la propia fabricación. Las desviaciones se detectan de forma temprana, permitiendo que los procesos continúen sin interrupciones innecesarias.
La estación de medición EROWA CMM Qi combina una mesa de granito natural con sistemas de medición Renishaw para crear un sistema de medición de alta precisión totalmente preparado para todos los sistemas de amarre EROWA.
Además, las estaciones EROWA PreSet (3D CNC, 3D MAN y 2D) permiten realizar el presetting rápido de piezas y electrodos fuera de la máquina, transfiriendo directamente los datos de offset a JMS 4.0.
La decisión de invertir en una solución de automatización rara vez depende únicamente del tamaño del lote. Mucho más importante es evaluar cuánto tiempo productivo de la máquina permanece actualmente sin aprovechar.
Las siguientes señales suelen indicar que la automatización resulta económicamente rentable:
Cuando las máquinas permanecen improductivas durante varias horas al día, una solución de automatización puede generar una capacidad de producción adicional considerable, a menudo sin necesidad de adquirir nuevas máquinas ni contratar más personal.
Incluso la solución de entrada más sencilla, EROWA Robot Easy o EROWA Robot Compact, diseñada para el reequipamiento (retrofit) de una máquina individual existente, demuestra en la práctica que la automatización resulta rentable mucho antes de que sean necesarias grandes inversiones.
Muchas empresas invierten inicialmente con el objetivo de aumentar el tiempo de funcionamiento del husillo. Sin embargo, los mayores beneficios económicos se obtienen gracias a la interacción de todos los procesos, lo que EROWA denomina Flexible Manufacturing Concept (FMC).
La producción automatizada no solo reduce los tiempos de inactividad de las máquinas. Al mismo tiempo, disminuyen los tiempos de preparación, se eliminan los transportes manuales, se reducen los errores y los procesos de producción pueden planificarse mucho mejor gracias al sistema de control de procesos EROWA JMS 4.0.
De este modo se consigue una mayor capacidad de producción sin necesidad de adquirir máquinas adicionales ni aumentar la plantilla.
Precisamente por ello, las empresas manufactureras modernas ya no consideran la automatización como una inversión puntual, sino como una estrategia a largo plazo para reforzar su competitividad, un enfoque que EROWA lleva siguiendo desde hace más de 30 años con el concepto FMC, adaptándolo continuamente a las exigencias de la Industria 4.0.
No existe una respuesta universal. La rentabilidad depende de numerosos factores, entre ellos:
En muchos casos, el beneficio económico no proviene de una mayor velocidad de mecanizado, sino de un número significativamente mayor de horas productivas de máquina, una reducción de los tiempos de inactividad y un mejor aprovechamiento de los recursos existentes.
Ejemplo de cálculo: para un centro de mecanizado con una inversión de 400.000 euros, utilizado manualmente 5 días a la semana con 5 horas de husillo al día, se obtienen aproximadamente 1.175 horas productivas al año, con un coste horario de alrededor de 130 euros y un EBIT de aproximadamente 23.250 euros anuales.
Si la misma máquina se equipa con una solución de automatización EROWA (inversión aproximada de 200.000 euros) y, gracias a la carga y descarga automáticas, trabaja 7 días a la semana durante 18 horas de husillo al día, el tiempo de mecanizado disponible aumenta hasta aproximadamente 5.922 horas al año.
El coste por hora se reduce alrededor de un 76 %, situándose en unos 31 euros, ya que los costes fijos se distribuyen entre un número mucho mayor de horas productivas.
El EBIT anual aumenta hasta aproximadamente 229.220 euros, lo que supone un incremento de alrededor de 206.000 euros al año en comparación con la producción manual.
Considerando la inversión total (máquina y sistema de automatización, descontando los valores residuales), el periodo de amortización es de aproximadamente 1,8 años, con un retorno de la inversión (ROI) de alrededor del 109 %.
Estas cifras representan un ejemplo de cálculo y dependen en gran medida del tiempo de funcionamiento de la máquina, de los costes de personal, de los costes de las herramientas y del valor añadido que pueda generarse por hora de producción.
Los especialistas de EROWA determinan la rentabilidad concreta mediante un análisis de ROI individual basado en los datos de inversión y producción de cada empresa. En el caso de soluciones sencillas de iniciación, como EROWA Robot Easy para el reequipamiento de una máquina individual, los usuarios también informan de periodos de amortización inferiores a un año.
Este mito sigue estando muy extendido. En realidad, hoy en día muchas empresas se benefician de los procesos automatizados incluso con series pequeñas o incluso con una producción de lote unitario (lote 1). Los sistemas de amarre estandarizados de EROWA, como ITS o MTS, combinados con sistemas robotizados flexibles como Robot Easy, permiten una producción rentable incluso cuando los pedidos cambian con frecuencia.
No necesariamente. La base de cualquier proyecto de automatización exitoso es una tecnología de amarre estandarizada. Solo cuando las piezas pueden sujetarse de forma repetible y referenciarse de manera inequívoca —por ejemplo, mediante un sistema de amarre de punto cero EROWA— es posible utilizar un robot de forma eficiente y con la máxima seguridad del proceso.
Sucede exactamente lo contrario. Los procesos estandarizados facilitan el cambio entre distintos pedidos y permiten una flexibilidad significativamente mayor ante modificaciones de última hora. Además, como los sistemas EROWA son independientes del fabricante de la máquina y pueden utilizarse en máquinas de diferentes marcas y generaciones, el parque de máquinas mantiene toda su flexibilidad para futuras ampliaciones.
La automatización de una máquina CNC no comienza con el robot ni termina con la carga y descarga automáticas.
Las mejoras sostenibles de la productividad solo se consiguen cuando la tecnología de amarre, la manipulación de piezas, el control de procesos, la organización y la tecnología de medición se integran en un concepto de producción coherente. Desde hace más de 50 años, EROWA ofrece precisamente este sistema integral: desde la tecnología de amarre hasta la robótica y el sistema de control de procesos JMS 4.0, desarrollado y fabricado en Suiza.
Las empresas que adoptan una visión global de la automatización se benefician de tiempos de preparación más cortos, una mayor disponibilidad de las máquinas, procesos más previsibles y una producción capaz de adaptarse con flexibilidad a nuevas necesidades.
Precisamente por ello, las empresas manufactureras modernas apuestan hoy por soluciones modulares de EROWA que pueden ampliarse paso a paso: desde la estandarización de la tecnología de amarre, pasando por la manipulación automatizada de piezas, hasta una célula de producción completamente interconectada según el concepto de EROWA Smart Factory.
En principio, sí. Ya se trate de una fresadora, un centro de mecanizado, una máquina de electroerosión o una rectificadora, lo importante es la accesibilidad de la máquina, el sistema de amarre y el concepto de automatización adecuado. Los sistemas EROWA están diseñados deliberadamente para ser independientes del fabricante de la máquina y pueden integrarse prácticamente en máquinas de cualquier marca.
Sí. Muchas empresas comienzan automatizando una sola máquina, por ejemplo mediante un retrofit con EROWA Robot Easy, y posteriormente amplían la automatización a otras máquinas o a células de producción completas con sistemas como EROWA Robot Leonardo o EROWA Dynamic.
Sí. Las soluciones de automatización de EROWA están diseñadas específicamente para automatizar de forma rentable pedidos con cambios frecuentes y series pequeñas. El mayor beneficio suele provenir de la reducción de los tiempos de preparación gracias a sistemas estandarizados de amarre de punto cero como EROWA ITS o EROWA MTS, además del aumento de las horas productivas de máquina.
Una automatización CNC moderna incluye mucho más que un robot. Comprende sistemas de amarre estandarizados (por ejemplo, EROWA ITS, MTS, UPC, GTS), manipulación de piezas mediante sistemas robotizados EROWA, identificación de palets y piezas mediante EROWA EWIS, el sistema de control de procesos EROWA JMS 4.0, sistemas de medición como EROWA CMM Qi y la organización digital de todo el proceso de producción.
En la mayoría de los casos, el mejor punto de partida consiste en estandarizar primero la tecnología de amarre y crear puntos de referencia reproducibles mediante un sistema de amarre de punto cero EROWA. A partir de ahí, pueden incorporarse gradualmente la manipulación automatizada de piezas mediante sistemas robotizados EROWA, el control de procesos con JMS 4.0 y la tecnología de medición. El resultado es una solución de automatización flexible que crece al mismo ritmo que las necesidades de la empresa.
EROWA AG fue fundada en 1971 y tiene su sede en Büron (Suiza). Con 11 filiales, 22 representaciones en todo el mundo y alrededor de 550 empleados, EROWA figura entre los principales proveedores internacionales de tecnología de amarre y soluciones de automatización.