Robots que mecanizan: automatización avanzada en la máquina herramienta

Shaking HUB lanza un nuevo episodio de Shaking Talks by MONDRAGON, esta vez centrado en uno de los retos más exigentes de la industria actual: cómo llevar la automatización y la robótica a procesos de fabricación avanzada sin perder precisión ni control.

En este episodio, María Ruiz conversa con Unax Lasa, ingeniero de precisión en el área de robótica CNC de Danobat, y Mikel Álvarez de Eulate, ingeniero en Soraluce, ambas cooperativas industriales integradas en Danobatgroup. Una conversación técnica y directa sobre lo que significa automatizar de verdad en entornos industriales exigentes.

El problema real: piezas grandes, geometrías complejas y robots que se quedan cortos

Cuando un cliente quiere mecanizar con un robot, no está buscando tecnología por capricho. Habitualmente quiere trabajar piezas grandes con geometrías complejas que una máquina herramienta convencional no puede resolver. Busca la flexibilidad de un robot, pero con las características de una máquina herramienta.

El problema es que los robots industriales estándar no están diseñados para mecanizar. Históricamente se han utilizado para manipular y mover piezas, no para trabajar con la rigidez y estabilidad que exige el mecanizado. Cuando la herramienta entra en contacto con la pieza, cualquier desplazamiento genera vibraciones, y esas vibraciones se traducen en mal acabado superficial y piezas fuera de tolerancia.

Esa brecha entre los dos mundos es exactamente el espacio que Danobat ha decidido ocupar.

¿Qué significa que una máquina sea autónoma?

Mikel Álvarez de Eulate lo explica con un ejemplo cotidiano: igual que una lavadora o un ascensor funcionan de forma independiente, en la máquina herramienta la automatización ha ido avanzando en la misma dirección. Lo que antes requería que el operario interrumpiera el proceso para cambiar una herramienta, hoy lo gestiona la propia máquina de forma automática.

Ese avance ha continuado: hoy se están incorporando sistemas de paletizado, robots que cambian piezas y herramientas, y células capaces de trabajar durante largos periodos sin intervención humana directa. El objetivo es eliminar los tiempos muertos y que el operario pueda dedicarse a tareas de mayor valor.

Tres decisiones tecnológicas que marcan la diferencia

Para acercarse al nivel de prestaciones de la máquina herramienta, Danobat ha tomado tres decisiones tecnológicas clave, según explica Unax Lasa en el episodio.

La primera es maximizar la rigidez del sistema desde el diseño, utilizando herramientas de elementos finitos para optimizar toda la estructura. A eso se suma el concepto de maestro-esclavo en las articulaciones: dos motores por cada eje, uno trabajando en la dirección del movimiento y el otro aplicando fuerza en sentido contrario, para eliminar holguras mecánicas y tensar el sistema de forma continua.

La segunda es el amortiguamiento activo. Cuando la herramienta toca la pieza genera un espectro de frecuencias que, si coincide con un modo estructural del robot, provoca resonancias. Para evitarlo, han incorporado un sistema que amortigua estos efectos de forma activa.

La tercera es la calibración y compensación en tiempo real, desarrollada junto a Ideko. Mediante un sistema láser que mide el robot en diferentes posiciones, generan un algoritmo matemático que corrige la trayectoria mientras el robot se mueve, mejorando la precisión en cada operación.

Las ventajas del paletizado: producir sin parar

Sin un sistema de palets, el operario tiene que estar pendiente de cuándo termina cada pieza, retirarla, fijar la siguiente y verificar la alineación — en un proceso que puede durar 5 o 10 horas. Con un sistema paletizado, puede preparar la siguiente pieza mientras la máquina trabaja, y cuando esa pieza está lista se almacena y entra automáticamente en el ciclo.

El resultado: la máquina no pierde tiempo, los operarios trabajan de forma más eficiente y es posible unir varias máquinas en una célula compartida, con un almacén central de herramientas gestionado por un robot que envía a cada máquina lo que necesita según la pieza que esté mecanizando. En teoría, el sistema puede funcionar 24 horas, 7 días a la semana, con menos operarios y mayor flexibilidad.

Los retos que no conviene ignorar

La automatización también tiene su lado exigente. Como señala Mikel Álvarez de Eulate, cada instalación hay que diseñarla, programarla y adaptarla a las necesidades concretas del cliente y al tipo de pieza que va a producir. No hay fotocopias: cada proyecto es específico, lo que hace difícil reutilizar soluciones.

Eso implica perfiles técnicos más formados, tanto en diseño como en programación y operación. Antes un operario podía trabajar en cualquier máquina con formación básica; ahora necesita conocimiento específico de ese sistema. Y aunque la automatización elimina errores humanos, introduce nuevas casuísticas que hay que anticipar para que el cliente no se encuentre con problemas en producción.

Lo que toma de cada mundo

El robot de Danobat toma del mundo de la robótica industrial los 6 grados de libertad que le dan flexibilidad y apertura a distintas aplicaciones. Del mundo de la máquina herramienta toma el foco en precisión, el cuidado de la estructura, la gestión de los modos de vibración y la programación de trayectorias.

Un detalle especialmente relevante: han incorporado el control numérico convencional de una máquina herramienta, de modo que un operario puede programar el robot en código G, igual que programaría una fresadora de Soraluce o cualquier otro centro de mecanizado. Eso reduce la barrera de entrada y conecta directamente con el conocimiento que ya existe en la industria.

El talento que necesita este sector

El episodio cierra con una mirada al futuro y a los perfiles que este tipo de proyectos necesita. Unax Lasa destaca cuatro áreas: robótica, mecánica, control y procesos.

Mikel Álvarez de Eulate añade que la automatización ya no se entiende sin programación en lenguajes como Python, y que la clave no es dominar todos los ámbitos, sino saber trabajar en equipos multidisciplinares, especializarse en un área y desde ahí ir ampliando el conocimiento.

🎙️ Ya puedes ver el episodio completo y descubrir cómo la robótica está redefiniendo la fabricación avanzada desde dentro.