Bystronic obtiene un 'mega' impulso de productividad

May 11, 2023

En la fabricación de máquinas herramienta, una de las principales condiciones previas para garantizar la productividad y la preparación para la entrega es un proceso de producción claramente estructurado, con secuencias de producción cronometradas con precisión y sistemas de fabricación que funcionen de forma fiable. Esto solo se puede lograr si el cliente y el proveedor adoptan un enfoque común y orientado a objetivos para los proyectos de la cadena de producción. Ese fue el caso de un proyecto similar en Bystronic Laser AG en Niederönz, Suiza. La empresa quería crear una línea de producción para mecanizar los marcos de las máquinas de corte por láser.

Bystronic Laser AG es líder en el campo del procesamiento de chapa y se especializa en sistemas de corte por láser. Trabajando conjuntamente con EMCO GmbH de Hallein/Salzburg, emprendieron un rediseño completo del proceso de mecanizado del marco de la máquina, para que pudiera ser realizado por la fresadora de pórtico alto Megamill de EMCO Mecof.

Una nueva asociación"Las cantidades de bastidores de la máquina habían aumentado hasta tal punto que nuestra capacidad de producción existente ya no podía mantenerse. Como resultado, buscábamos una nueva máquina con suficiente capacidad de producción, que pudiera cumplir con nuestros requisitos de alta calidad y sería flexible", dijo Raphael Kopp, jefe de producción de Bystronic Laser AG.

Kopp tenía una idea clara de lo que quería de la nueva máquina: una alta tasa de producción de piezas por mes, precisión perfecta para el fresado plano de las superficies guía de los bastidores de la máquina (nivelación de 0,05 mm en una longitud de pista guía de 3-4 m) , y flexibilidad para poder producir diferentes tipos de componentes. Sobre todo, la mesa de la máquina también tendría que ser lo suficientemente grande, porque los conjuntos de sistema para las máquinas de corte por láser requieren un espacio considerable.

Después de visitar varios fabricantes y evaluar los resultados de las pruebas de mecanizado, quedó claro en menos de cuatro meses que la nueva máquina debería ser una Megamill de Emco Mecof. Mientras tanto, trabajando en estrecha coordinación, se especificaron y verificaron los requisitos y condiciones clave para la compra de la máquina, y se demostró la viabilidad.

Kopp describe cómo llegaron a tomar la decisión de compra. "El factor decisivo fue sin duda la operación de la lanzadera. En otras palabras, ahora podemos sujetar dos piezas de trabajo en la mesa de la máquina, una se mecaniza y la segunda se inserta, alinea y sujeta en paralelo. Cuando la primera parte está terminada, mueva el cabezal de fresado a la segunda mitad de la mesa y comience el nuevo trabajo. La máquina siempre sigue descascarándose, por así decirlo. Esto nos brinda enormes ahorros en el tiempo de producción por cuadro".

Producción justo a tiempo En Bystronic, el rendimiento de la producción tiene que cumplir requisitos exigentes. El tiempo de producción de una máquina de corte por láser, desde la soldadura automatizada de la estructura de la máquina, pasando por la fabricación, la pintura, el ensamblaje, las pruebas de calidad y la puesta en marcha, hasta la preparación para el envío, es de 15 días hábiles.

La producción de un marco de máquina solo hasta el componente pintado debe completarse en cinco días hábiles.

Con Megamill, el trabajo se realiza en tres turnos, con un turno sin personal. Los bastidores de la máquina, que están disponibles en cinco tamaños diferentes y pesan alrededor de 5 t, se terminan en 12 a 16 horas en una sola operación de sujeción.

El mecanizado completo se realiza en tres pasos: • Desbaste: Tiempo de producción aprox. 5 horas; alivio de tensión de los componentes.• Preacabado: Fresado de todas las características, agujeros, roscas, etc.• Acabado: Mecanizado de alta precisión de superficies guía (planitud de 0,05 mm/4 m) y dimensiones de referencia.

La producción debe ser confiable en el proceso porque, con este amplio espectro de producción, los fallos y errores, los tiempos de inactividad de la máquina de más de un día pueden generar costos considerables, y los marcos de la máquina no se mantienen en stock una vez que están terminados.

Potencial para sus clientesEl Megamill es un centro de fresado de pórtico alto con un pórtico elevado, ideal para mecanizar piezas de trabajo grandes para aplicaciones tales como fabricación de máquinas herramienta y moldes, ingeniería mecánica general y aeroespacial.

Los módulos del sistema de la máquina se pueden configurar para cumplir con los requisitos específicos del cliente. En Bystronic, está en una configuración con una longitud de mesa (eje X) de 15.000 mm y un eje transversal (eje Y de pórtico) de 5.000 mm. El Z-slide (RAM) tiene un recorrido de 1.750 mm. Bystronic eligió un cabezal de fresado universal de la amplia gama de cabezales de fresado que ofrece Emco Mecof. Entre otras cosas porque el cabezal de 2 ejes con un par de hasta 1000 Nm y 8000 rpm cumple a la perfección los requisitos de producción para desbaste y acabado y, gracias a su diseño compacto, puede alcanzar fácilmente los contornos del marco que son de difícil acceso.

El posicionamiento dinámico genera ahorro de tiempo en un ciclo de mecanizado de 16 horas.

"La velocidad del recorrido rápido de los ejes y el rendimiento dinámico del cabezal de fresado producen ahorros medibles en el tiempo de mecanizado, especialmente cuando tenemos que taladrar más de 50 orificios en la pieza", dijo Kopp.

Además, los accionamientos de piñón y cremallera en los ejes X e Y, cada uno equipado con dos motores que funcionan en una configuración maestro-esclavo, agregan dinámica al proceso. Y el mecanizado pendular en la mesa es una gran ventaja. Las áreas de trabajo están diseñadas para prevenir riesgos de seguridad, asegurando que la caída de virutas y el acceso del maquinista se mantengan separados de forma segura. La configuración se realiza en un lado de la máquina mientras el cabezal de fresado está trabajando en el otro lado. En esta aplicación, el Megamill está equipado con dos paneles de control, para que el maquinista pueda intervenir en cualquier lado de la mesa.

El diseño box-in-box del travesaño móvil es otro de los puntos fuertes de la máquina. El box-in-box significa que el eje vertical del RAM está sujeto a los lados superior e inferior del travesaño con sus guías lineales cuádruples. Este montaje rígido calculado por FEM garantiza el cumplimiento de las estrictas especificaciones de calidad de la pieza que se requieren para el acabado de las guías en los bastidores de la máquina.

La máquina está completamente cerrada y equipada con un sistema de aspiración.

La puesta en marcha encuentra algunos obstáculosLa planificación del proyecto, que comenzó en 2017, la configuración de la máquina y su construcción en la planta de Emco Mecof en Belforte Monferrato transcurrieron sin problemas.

Luego, en otoño de 2018, llegó el momento de entregarlo en las instalaciones del cliente en Niederönz. Cargada en 13 camiones, la máquina estaba en camino de ser instalada y puesta en marcha. Fue entonces cuando comenzaron los problemas porque, aunque Bystronic planeaba tener una nueva nave de producción, aún no estaba terminada y había que colocar la máquina en algún lugar.

Debido a las dificultades de acceso, se retiró parte del techo de la nave y se colocó el travesaño de aproximadamente 30 t sobre las vigas longitudinales a través de la abertura del techo. Era un trabajo que requería una precisión extrema.

Parte de la máquina y el almacén de herramientas con el cambiador de herramientas tuvieron que dejarse al aire libre. Para hacer posible la puesta en servicio, se construyó un recinto separado alrededor de las partes de la máquina que se encontraban en el exterior. Para agravar los problemas, al mismo tiempo, era necesario aumentar las cantidades de producción, por lo que la aceleración se llevó a cabo prácticamente en condiciones de emergencia. Este tipo de situaciones imponderables suceden todas a la vez.

Cabezal de fresado universal eficiente de 2 ejes Los cabezales de mecanizado se construyen internamente en Emco Mecof, un factor importante para determinar la precisión del mecanizado. Emco Mecof también otorga gran importancia a la precisión del movimiento transversal de los ejes, para lograr, por ejemplo, un juego casi nulo.

Conseguir la máxima precisión posible es uno de los principales objetivos de las máquinas Emco Mecof. Además de la amplia gama de cabezales estándar, Emco Mecof desarrolla con frecuencia soluciones innovadoras específicas para el cliente, en particular para su serie de máquinas de pórtico grande.

En la serie Megamill, los cabezales de mecanizado con eje giratorio integrado y eje basculante tienen un ajuste y control accionados por motor infinitamente variables y están disponibles con un husillo motorizado o de alta velocidad. Gracias a la disposición inteligente del diseño del cabezal, se puede colocar para realizar un corte de 15° mientras está en una posición horizontal (0°) paralela a la superficie de la mesa. Esto es útil porque elimina la necesidad de rutas de compensación en los ejes y simplifica la creación de programas y la generación de posprocesos.

Los cabezales de mecanizado están refrigerados por el sistema de refrigeración central, que también alimenta los motores de husillo y par motor. Para Bystronic, esta cinemática del cabezal significó embarcarse en un nuevo territorio. La cinemática de las máquinas anteriores permitía programar los programas de trabajo en el panel de control. En el Megamill con su cabezal de 2 ejes, esto ya no era eficiente.

Para crear programas de secuencia óptimos, se tuvo que adquirir una herramienta CAM. Su implementación fue luego apoyada activamente por Emco Mecof. Coordinar la transformación y las secuencias de retracción del cabezal de fresado, en todos estos temas, Emco Mecof pudo transmitir sus años de experiencia al cliente.

Mecanizado no tripulado El ajuste y posterior sujeción del bastidor de la máquina en la mesa de la máquina se realizaba previamente a mano. La pieza se coloca sobre superficies de apoyo que están impresas en la mesa.

Este procedimiento requería mucho tiempo, lo que pronto llevó a Bystronic a pensar en una idea para un método de sujeción diferente. Basándose en su experiencia adquirida con la tecnología de sujeción magnética, que también se utiliza en la fábrica, esta técnica también se utilizó para sujetar los bastidores de la máquina en el Megamill. Los extremos de la pieza están nivelados previamente para que se coloque sobre la mesa en ángulo.

Luego, la abrazadera magnética, ajustada por cuñas en los segmentos de sujeción, se desplaza a todos los puntos de apoyo y sujeta la pieza. Esto elimina la alineación manual y la sujeción de cada punto de apoyo que consumen mucho tiempo.

Este método es particularmente eficiente y ahorra tiempo cuando, para eliminar las tensiones internas en la pieza, la abrazadera se airea durante un período después del desbaste previo del contorno. Esto ahora se puede hacer mediante el sistema de control de la máquina. La intervención manual ya no es necesaria. En cambio, un programa de secuencia escrito por Emco Mecof se almacena en el sistema de control. Esto se puede llamar directamente a través del comando M para iniciar el proceso de desbloqueo.

El operador ahora ya no necesita pasar por todos los puntos de sujeción, soltando las abrazaderas y luego volviéndolas a apretar a 200 Nm, y hacer esto dos veces para cada pieza. Esto significa que, en el turno no tripulado, se garantiza que la secuencia sea muy precisa.

También se ha encontrado una solución práctica para cualquier mal funcionamiento debido a la rotura de la broca durante este período. La máquina finaliza la operación de mecanizado actual, se mueve en modo de lanzadera a la siguiente pieza preparada y comienza un nuevo ciclo. A continuación, el reprocesamiento de la secuencia interrumpida se realiza manualmente, ya que para Bystronic es de vital importancia que cada pieza de trabajo salga correctamente mecanizada.

"La muy buena relación cliente-proveedor que construimos durante el proyecto fue una verdadera ventaja al implementar nuestra nueva idea de cambiar a la tecnología de sujeción magnética. Cooperamos con profesionalismo y con un espíritu de asociación". Kopp está muy satisfecho con el proceso de producción actual. Desde febrero, Bystronic produce piezas con sujeción magnética. no han tenido problemas y han hecho ahorros sustanciales en el tiempo de configuración.

el futuro esta aqui

El director general, Fabian Furrer, es un defensor de las estrategias de Bystronic para el futuro y, en sus palabras, "nuestra ambición es ser climáticamente neutrales para 2025 y eliminar completamente los combustibles fósiles. Lo estamos logrando apagando el petróleo y sistemas de calefacción de gas y trabajando con bombas de calor, cuyas necesidades de electricidad son suministradas por sistemas fotovoltaicos. Ya obtenemos electricidad de la energía hidroeléctrica".

Al reflexionar sobre formas de ahorrar el consumo de energía. aplica el mismo sentido de responsabilidad ecológica que cada individuo tiene por un entorno en el que merece la pena vivir.

"También tenemos que optimizar nuestros productos, en términos de eficiencia energética. Los sistemas de corte por láser, por ejemplo, para que nuestros clientes también puedan ahorrar".

En 2018, Bystronic inició una nueva actividad empresarial, el Solution Center, donde se desarrollan soluciones para interconectar digitalmente todo el sistema de producción en la planta de un cliente. El objetivo de todas las innovaciones desarrolladas aquí es la Smart Factory.

"Los clientes piden cada vez más una producción completamente en red, y tenemos que ser capaces de proporcionar eso", dijo Furrer.

la maquina adecuadaLa gerencia comercial y de producción están de acuerdo después de cuatro años de experiencia en la fabricación de bastidores de máquinas en Megamill:

"Ahora, después de cuatro años, podemos decir sin lugar a dudas que Megamill es exactamente la máquina adecuada para nuestra producción", dijo Furrer.

Él enfatiza particularmente que los requisitos especificados para la máquina se han cumplido por completo y que podrán usar la máquina para implementar nuevas ideas en el futuro. Sobre este tema, ya tiene algunas ideas concretas.

"Hemos optimizado los tiempos de producción, ahora logramos una alta productividad y actualmente operamos entre un 30 y un 40 % sin personal. Pero tenemos la intención de continuar en esta dirección y expandir la producción sin personal. Con esta máquina, no debería haber ningún problema".

Reacción en sistemas de movimiento dinámico donde la energía potencial que se creó mientras el objeto estaba en movimiento se libera cuando el objeto se detiene. La liberación de esta energía potencial o inercia hace que el dispositivo retroceda rápidamente en relación con la última dirección de movimiento. El contragolpe puede hacer que la posición final de reposo de un sistema sea diferente de la prevista y de donde el sistema de control pretendía detener el dispositivo.

Uso de computadoras para controlar los procesos de maquinado y manufactura.

Mecanizado con varias fresas montadas en un mismo eje, generalmente para corte simultáneo.

Filosofía basada en identificar y luego eliminar los impedimentos a la productividad. Se aplica a los procesos de mecanizado, control de inventario, rechazos, tiempo de cambio y otros elementos que afectan la producción.

Operación de mecanizado en la que se elimina metal u otro material aplicando potencia a un cortador giratorio. En el fresado vertical, la herramienta de corte se monta verticalmente en el husillo. En el fresado horizontal, la herramienta de corte se monta horizontalmente, ya sea directamente en el husillo o en un eje. El fresado horizontal se divide aún más en fresado convencional, donde el cortador gira en dirección opuesta a la dirección de avance, o "hacia arriba" en la pieza de trabajo; y fresado ascendente, donde el cortador gira en la dirección de avance, o "hacia abajo" en la pieza de trabajo. Las operaciones de fresado incluyen fresado plano o superficial, fresado final, fresado frontal, fresado en ángulo, fresado de formas y perfilado.

Ejecuta fresas y fresas montadas en eje. Las características incluyen un cabezal con un husillo que impulsa los cortadores; una columna, rodilla y mesa que dan movimiento en los tres ejes cartesianos; y una base que sostiene los componentes y alberga la bomba y el depósito de fluido de corte. El trabajo se monta en la mesa y se introduce en el cortador giratorio o fresa para realizar los pasos de fresado; Las fresadoras verticales también introducen fresas en el trabajo por medio de una pluma montada en un husillo. Los modelos van desde máquinas manuales pequeñas hasta molinos dúplex y de bancada grande. Todos adoptan una de las tres formas básicas: vertical, horizontal o convertible horizontal/vertical. Las máquinas verticales pueden ser de tipo rodilla (la mesa está montada sobre una rodilla que se puede elevar) o tipo cama (la mesa está firmemente apoyada y solo se mueve horizontalmente). En general, las máquinas horizontales son más grandes y potentes, mientras que las verticales son más livianas pero más versátiles y fáciles de configurar y operar.

Tira o bloque de material rectificado con precisión que se usa para elevar una pieza de trabajo, manteniéndola paralela a la mesa de trabajo, para evitar el contacto entre el cortador y la mesa.

Movimiento en una fresadora o torno CNC que es de punto a punto a toda velocidad pero, normalmente, sin interpolación lineal.

Espacio proporcionado detrás de los bordes de corte para evitar el roce. A veces llamado alivio primario. El alivio secundario proporciona espacio adicional detrás del alivio principal. El relieve en los dientes finales es un relieve axial; el relieve en los dientes laterales es un relieve periférico.

En aplicaciones de control numérico, un corte más corto que el corte programado que resulta después de un comando de cambio de dirección. También es una condición en los dientes de engranajes generados cuando cualquier parte de la curva de filete se encuentra dentro de una línea trazada tangente al perfil de trabajo en su punto de unión con el filete. El socavado puede introducirse deliberadamente para facilitar las operaciones de acabado, como en el preafeitado.