suizo

May 07, 2023

Para los talleres que producen componentes más pequeños, digamos cualquier cosa de menos de 1,5" (38,1 mm) de diámetro, no faltan razones para invertir en tornos CNC de estilo suizo. Las razones incluyen:

Agregue a esta lista capacidades avanzadas como el mecanizado por láser, el torbellino de roscas, el corte por oscilación y la opción de cambiar entre cabezales fijos y deslizantes, y está claro que estas máquinas herramienta eficientes y capaces pueden completar la mayoría de las piezas en menos tiempo que todas, excepto las menos. alternativas flexibles y mucho más caras: equipos de transferencia rotativa y máquinas de tornillo de varios husillos.

Hay una trampa. Con estas asombrosas capacidades viene la complejidad. Cada una de las correderas, husillos y herramientas de corte que acabamos de mencionar deben programarse por separado y luego sincronizarse mediante códigos G especiales. Para evitar dañar la pieza de trabajo y la máquina, debe haber una alineación perfecta del husillo principal y secundario durante la transferencia de la pieza. La zona de trabajo compacta que ayuda a que el mecanizado suizo tenga tiempos de ciclo cortos puede hacer que los cambios de herramientas sean un poco problemáticos, ya que los operadores usan llaves pequeñas para girar tornillos pequeños mientras pasan, rodean y pasan por debajo de otras herramientas de corte. Peor aún, todas esas herramientas en espacios reducidos tienden a atrapar virutas largas y fibrosas que, si se dejan desatendidas, pueden significar un desastre.

La buena noticia es que los fabricantes de máquinas herramienta de estilo suizo reconocen estos desafíos y, desde la invención del torno de cabezal deslizante en 1872, han estado trabajando para que sus productos sean más fáciles de operar. Una de ellas es Absolute Machine Tools Inc., Lorain, Ohio, donde Greg Knight, vicepresidente de ventas de productos de torneado de producción, sugiere que la facilidad de uso comienza con un sistema CAM capaz.

"Además de nuestra línea Nexturn de tornos suizos CNC, ofrecemos una amplia línea de equipos de fresado, torneado y EDM, y queríamos un sistema de programación que funcionara bien con todos ellos", dijo. "Después de una extensa evaluación, nuestro departamento de aplicaciones recomendó que optáramos por ESPRIT [desarrollado por DP Technology]. Brinda la detección gráfica de colisiones necesaria para evitar fallas en una costosa máquina herramienta, y debido a que trabajamos muy de cerca con ellos en el desarrollo de posprocesadores, nuestra los clientes pueden estar seguros de que obtendrán código G de calidad. Y, como dije, es bastante fácil de usar, especialmente para los programadores novatos".

Sin embargo, incluso el mejor software de programación hace poco por los empleados sin experiencia que no conocen la funcionalidad de la máquina, razón por la cual el ingeniero de aplicaciones de Absolute, Scott Petrisko, enfatiza la importancia de la capacitación de los operadores. "Definitivamente hay espacio para mejorar", dijo. "Demasiados talleres pasan cojeando, confiando en la capacidad de sus maquinistas para leer el manual de la máquina y recoger las cosas por su cuenta. Si tuvieran que gastar algo de tiempo y dinero en capacitación regular, podrían sacar mucho más provecho de sus máquinas herramienta . Se amortiza muy rápidamente".

Petrisko sugirió que un torno de estilo suizo más complejo, uno con muchas estaciones de herramientas disponibles y una generosa capacidad de husillo, es en muchas situaciones una mejor opción que uno que solo cumple con los requisitos mínimos para una pieza o familia de piezas. Tener estaciones adicionales significa que existe una mayor probabilidad de que cualquier herramienta de corte que se necesite para un trabajo determinado resida en la máquina, lo que reduce el tiempo de cambio, al igual que un husillo más grande abre la puerta al trabajo adicional.

Para las herramientas que necesitan ser cambiadas, y siempre hay algunas con cada configuración, Petrisko es un gran fanático de las herramientas de cambio rápido, lo que sugiere que estos sistemas ayudan a maximizar el tiempo de actividad de la máquina. John Kollenbroich, director de gestión de productos de Horn USA Inc., Franklin, Tenn., está de acuerdo. Señaló que el cambio rápido ayuda a reducir los tiempos de configuración y también acelera el reemplazo de herramientas en proceso, lo que puede ser uno de los principales contribuyentes al tiempo de inactividad de la máquina. Además, hace posible el preajuste de herramientas fuera de línea, lo que aumenta aún más la productividad y reduce la posibilidad de error del operador durante el contacto con la herramienta.

"Nos hemos asociado con W&F Werkzeugtechnik fuera de Alemania, y ofrecen un sistema de herramientas de cambio rápido para portaherramientas de mango cuadrado y rotatorio", dijo. "Se activa con un solo tornillo en el costado del soporte que se aprieta a un par específico de cuatro Newton-metros, y se asienta como lo hace un soporte estilo HSK, con cara doble y contacto cónico. También hay un pasador de alineación en las herramientas de vástago cuadrado que aseguran una línea central perfecta".

Para un enfoque de herramientas más integral, Kollenbroich dijo que la compañía ofrece la placa de unión lineal WF Micro, que funciona con las herramientas de barra W&F Micro que se acaban de describir o con las herramientas de vástago cuadrado existentes en el taller. Chris Foschaar, ingeniero de aplicaciones y ventas de Horn, explicó que el accesorio modular reemplaza la placa múltiple existente de una máquina de estilo suizo y está conectado a un sistema integrado de gestión de refrigerante (CMS) de alta presión.

Esto elimina la necesidad de líneas de refrigerante individuales de plástico o cobre que se enganchan fácilmente al pasar las virutas, dijo, o que el operador de la máquina golpea inadvertidamente fuera de posición al cambiar una herramienta de corte, posiblemente con resultados catastróficos. "La principal ventaja de la placa es la intercambiabilidad. Permite que un operador indexe o cambie herramientas de forma rápida y precisa, una tarea que puede ser difícil en la mayoría de las máquinas suizas debido a los espacios reducidos. Entre eso y el hecho de que no tiene preocuparse por las líneas de refrigerante, es un gran ahorro de tiempo".

Derek Briggs, gerente de producto suizo de Tsugami/Rem Sales LLC, Windsor, Conn., secundó la necesidad de herramientas de cambio rápido y refrigerante de alta presión integrado. Señaló el sistema de herramientas GWS del fabricante alemán Goeltenbodt como una solución preferida para Tsugami y otras marcas de tornos CNC de estilo suizo. "Uno de sus mayores beneficios es la capacidad de usar portaherramientas estándar disponibles en el mercado", dijo. "Usted afloja un tornillo, extrae un cartucho que contiene la herramienta de barra y cambia el inserto en el banco o instala un cartucho precargado. Y dado que hay un preconfigurador que viene con el sistema, no hay necesidad de tocar en la máquina , ahorrando más tiempo".

Es cierto que estos sistemas son una opción costosa: según el fabricante, la máquina herramienta y la cantidad de estaciones de herramientas necesarias, un taller podría esperar gastar $ 50,000 o más para equipar cada uno de sus tornos. Y, sin embargo, dada la continua escasez de operadores de máquinas calificados junto con el deseo de cada taller de lograr altos niveles de OEE (efectividad general del equipo), tales inversiones se justifican fácilmente.

Briggs sugirió que parte de esta inversión se puede compensar usando el software de programación Abile de Tsugami, que viene gratis con sus máquinas de estilo suizo. Dijo que es muy fácil de usar, admite todas las operaciones de mecanizado, excepto las muy complejas, y proporciona simulación y generación de código específicas de la máquina. También genera las compensaciones de herramientas, lo que simplifica aún más la configuración. Y aunque Abile puede no ser tan potente como ESPRIT u otros sistemas CAD/CAM disponibles comercialmente, es quizás "un buen punto de partida" para talleres con necesidades de mecanizado menos sofisticadas. "Es especialmente bueno para los nuevos usuarios, ya que les ayuda a ganar confianza mientras aprenden a programar".

Gonzalo Serrano tiene una sugerencia similar. Como ingeniero de aplicaciones en Index Corp., Noblesville, Indiana, dijo que el software de programación y simulación WinFlexIPS y WinFlexIPSPlus de la compañía está diseñado específicamente para la línea Traub de tornos de estilo suizo. El primero de ellos viene de serie en todas las máquinas, mientras que la versión "plus" se puede instalar en una PC o computadora portátil y admite funciones de mecanizado de nivel superior como grabado, simulación 3D y ciclos de fresado complejos.

Ambos simulan el uso del código G posprocesado y facilitan la aplicación de los valores correctos de compensación del cortador o la inserción de los códigos de "sincronización" necesarios para realizar operaciones de torneado o fresado en hasta cuatro ejes simultáneamente. "Esta última parte, la sincronización, es algo con lo que luchan muchos torneros, al menos hasta que descubren lo fácil que es en realidad", dijo Randy Carlisle, ingeniero de propuestas de Index. "Es por eso que la capacitación es tan importante y por qué los talleres deben invertir en equipos de un distribuidor que ofrezca un excelente soporte de aplicaciones. Hacerlo puede tener un efecto dramático tanto en la productividad como en la rentabilidad de estas máquinas herramienta muy capaces".

Y aunque parezca que no tiene nada que ver con facilitar la operación suiza, la funcionalidad de tipo Industria 4.0 contribuye en gran medida a lograr los dos objetivos que acabamos de mencionar. Según Serrano, la última versión del control Mitsubishi utilizado en los equipos de Traub admite el intercambio bidireccional de datos con sistemas de software externos y proporciona información útil para el operador de la máquina, como consejos de programación y recordatorios de mantenimiento.

La Industria 4.0 y los sistemas de monitoreo remoto también sirven para alertar a la gerencia si hay un problema, señaló Carlisle. "Le permiten ver cifras de producción en tiempo real, como cuántas piezas se mecanizaron durante un período de tiempo específico y si hubo rechazos. Obviamente, necesita un sistema de medición para capturar esos datos, que es algo que ofrecemos con nuestro Celda automatizada Index iXCenter. Utiliza un robot FANUC para pasar las piezas a un medidor Renishaw o CMM, por ejemplo, que puede medir ciertas dimensiones y luego hacer compensaciones a las herramientas de corte relevantes según sea necesario".

Brian Such, vicepresidente ejecutivo de Marubeni Citizen-Cincom Inc., Allendale, NJ, enumera una serie de funciones que ahorran tiempo, como el sondeo en línea en las nuevas máquinas de su empresa. Además, la verificación gramatical corrige rápidamente los programas de la máquina en busca de errores de sintaxis, lo que reduce el tiempo de validación. Las herramientas de corte utilizadas en dos o más "canales" de máquina se pueden controlar utilizando el mismo desplazamiento. El "sistema de control de eje libre" facilita volver a etiquetar el eje X como eje Y, por ejemplo, y se utiliza para aumentar la precisión del mecanizado en algunas aplicaciones.

Quizás lo más valioso para el personal de configuración es la función de verificación de programa en la máquina, que transfiere la velocidad de avance tradicional y las anulaciones rápidas al mango de pulso manual y permite a los operadores reducir instantáneamente todos los ejes a paso de tortuga o volver a acelerar hasta la velocidad máxima. Esto evita el enfoque nudillo blanco de "montar la parada de emergencia" con el que tantos maquinistas CNC están familiarizados. Y si se encuentra un error o está a punto de ocurrir una colisión, es posible pausar la ejecución del programa, hacer una edición en vivo y continuar donde lo dejó.

Tales continuó señalando la facilidad con la que un operador puede sincronizar el husillo principal y el secundario, una tarea que durante mucho tiempo ha sido un desafío en algunas máquinas. "Cualquiera que tenga una máquina suiza con capacidad de fresado se encontrará en algún momento tratando de pasar una pieza no redonda y de forma irregular al husillo secundario. En una Citizen, simplemente gira el sub al eje principal, gira el husillo a mano hasta que esté alineado, cierre el collar en la pieza de trabajo y presione un botón llamado 'ajuste de fase' que pone a cero los codificadores. Ahora puede pasar la pieza sobre la marcha a cualquier rpm".

En cuanto al sondeo mencionado anteriormente, la empresa está preparada para lanzar esta función en sus máquinas de la serie L. "Introdujimos un ATC (cambiador automático de herramientas) en algunas de nuestras máquinas el año pasado, y algunos de nuestros clientes comenzaron a pedir una forma más rápida y automatizada de configurar herramientas que con un preajustador", dijo Such. "Así que pronto tendremos un sistema de sondeo disponible que tiene una sonda en el ATC y otra al lado del husillo secundario, que los talleres pueden usar para tocar herramientas durante el proceso de configuración, así como para medir piezas durante el mecanizado. Es genial. "

Star CNC Machine Tool Corp., Roslyn Heights, NY, es otro fabricante de máquinas con una extensa línea de tornos de estilo suizo y tecnología patentada. Sin embargo, es la nueva máquina de cabezal fijo de la compañía lo que más entusiasma al Gerente Nacional de Ventas, Ed Garber. Esto se debe a que el SK51, un torno de torno-fresado con torretas gemelas, husillos gemelos y capacidad de barra de 51 mm, cuenta con el control iHMI (interfaz hombre-máquina inteligente) de FANUC, que Garber sugiere que cambia el campo de juego en términos de usabilidad del operador.

"Las torretas del SK51 tienen recorridos X, Y y Z idénticos y cada una puede transportar hasta 32 herramientas, por lo que hay muchas cosas que hacer aquí", dijo. "Debido a esto, necesitábamos un control con excelentes capacidades de simulación, uno que pudiera mostrar las herramientas, los accesorios de fresado y la pieza de trabajo en 3D e identificar cualquier posible interferencia antes de que el operador presione el inicio del ciclo".

Al igual que con los otros proveedores de máquinas entrevistados para este artículo, Star quería un control que fuera potente pero fácil de usar. El iHMI cumple con ambos requisitos, con capacidades de estimación del tiempo de ciclo, bibliotecas de herramientas gráficas, recordatorios de mantenimiento y funciones de solución de problemas de la máquina, incluida la visibilidad de los valores operativos del servo y el husillo. "También simplificamos la puesta en marcha de las herramientas y tenemos otras características que ayudan a acortar los tiempos de configuración y de ciclo", dijo Garber.

Estuvo de acuerdo con sus colegas en que los sistemas de herramientas de cambio rápido son una pieza vital de cualquier estrategia de optimización de máquinas herramienta, suiza o no, y mencionó a Exsys Automation y su sistema DECOFLEX como uno de los principales competidores. Y al igual que otros, Garber también señaló el papel cada vez mayor que la Industria 4.0 está desempeñando para los fabricantes de todo tipo, entre ellos los talleres mecánicos. Para Star y otras marcas de equipos CNC que utilizan controles FANUC, eso significa SMOOSS-i, abreviatura de Star Monitoring & Operator Support System.

"Un cliente coloca esto en su servidor, conecta las máquinas herramienta a la red y tiene acceso instantáneo y en tiempo real al estado de la máquina, conteo de piezas, valores de vida útil de la herramienta, información de programación, etc.", dijo Garber. "Enviará notificaciones por correo electrónico si hay un problema y se puede usar para respaldar los parámetros de la máquina y los datos de SRAM. Descubrimos que es una excelente herramienta para que la gerencia vigile las cosas de manera proactiva, pero para aquellos fabricantes que muestran información de producción en un televisor de pantalla grande en el taller, sirve para involucrar más a los operadores de máquinas y programadores. Debido a que todos tienen acceso a los mismos datos, ahora asumen una mayor propiedad y responsabilidad por las métricas que se muestran allí".

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