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Jun 22, 2023

Aprovechar al máximo las máquinas suizas: consejos de los principales proveedores

Desde un nuevo participante en la combinación de equipos hasta una serie de funciones relativamente recientes pero infrautilizadas de los principales proveedores, las máquinas suizas están preparadas para asumir una mayor carga de fabricación en 2022.

Desde un nuevo participante en la combinación de equipos hasta una serie de funciones relativamente recientes pero infrautilizadas de los principales proveedores, las máquinas suizas están preparadas para asumir una mayor carga de fabricación en 2022.

Al sondear a algunos de los principales actores de la industria, descubrimos una gran cantidad de consejos y trucos que pueden ayudar a los talleres a liberar el verdadero poder de giro de sus equipos suizos.

Al analizar las funciones y los periféricos exclusivos de las máquinas suizas, Ed Garber de Star CNC también ofreció una visión diferente de la medición de la productividad.

"En todo el mundo, todos tenemos diferentes puntos de vista sobre lo que es la producción óptima", dijo Garber, gerente de ventas nacionales de Star CNC, con sede en Roslyn Heights, Nueva York. "En EE. UU., estamos bastante obsesionados con el tiempo del ciclo: ¿Cuantos segundos son? En otros lugares, están atrapados en cuántas piezas hay en el contenedor al final de la semana”. En Japón, por ejemplo, recordó haber presenciado una operación con unas 85 máquinas Star y sólo tres operadores. "Se veía que las máquinas funcionaban un poco más lento, pero el objetivo era lograr un mayor rendimiento".

Ahí es donde el torneado de alta frecuencia (HFT) da sus frutos.

"No somos los primeros en idear el concepto básico, pero mucha gente está perdiendo el rumbo y no entiende lo que es realmente capaz de hacer", explicó Garber. “HFT es una rutina para romper virutas. Hemos vendido varios cientos de estos en los últimos años”, y se les pidió a los clientes que lo probaran durante 30 días. “Creo que sólo se lo hemos quitado a nueve máquinas. A los que no les gustó pensaron que iba a reducir el tiempo de su ciclo. Pero con HFT, el operador no tiene que meter la mano en la máquina con un par de alicates y sacar el nido del pájaro mientras la máquina está apagada. Realmente es un punto de inflexión”.

Otra herramienta que promueve la productividad es SMOOSS-i de Star, o sistema de soporte al operador y monitoreo de Star. Capaz de monitorear hasta 100 máquinas Star, el paquete de software se puede cargar en un servidor dedicado o compartido por menos de $5,000.

"Puede recuperar todo tipo de información, incluidas alarmas, tiempos de inactividad y más", dijo Garber. “Puede comunicarse con usted y enviarle mensajes de texto y correos electrónicos. También le indicará la hora a la que ocurrió una alarma, qué fue y le informará cuándo volvió al modo de ciclo único o automático. Es bueno permitirle comprender mejor las causas de los tiempos de inactividad, buscar la causa raíz y solucionarla allí”.

Otra característica estrella, la detección de carga de mecanizado, se está convirtiendo en un elemento estándar. "Puede monitorear la carga de las herramientas en una máquina en función de la servocarga de los motores utilizados para una operación, como tornear o taladrar", dijo Garber. “Podrá establecer límites de control superior e inferior para avisarle y avisarle que la herramienta está desafilada o rota. No será tan sensible como algunos de los sistemas de monitoreo de vibraciones que existen, simplemente porque no fue desarrollado para detectar la rotura de una broca de 45 milésimas de diámetro ni nada por el estilo. Pero si tenemos herramientas más grandes y materiales más resistentes, o estamos torneando, especialmente metal, será muy útil”.

Mientras tanto, el sistema CNC Motion Control de Star, un elemento fijo en el arsenal suizo de la compañía durante aproximadamente 17 años, es una opción que a veces se pasa por alto en los controles de la serie B5 de Star, disponibles con unas ocho máquinas, dijo Garber.

Motion Control, que apareció inicialmente en un control Siemens, estaba orientado a la capacidad de deslizamiento en grupo. Por ejemplo, en una máquina de 10 ejes, explicó Garber, “si fresabas usando el carro y luego girabas con el otro carro, o viceversa, tenías el sistema push-pull en un control CNC. Ingresa una línea de información con una señal de fin de bloque. La máquina ve el final del bloque y sabe qué ejecutar. Lo ejecuta y luego regresa al control y solicita la siguiente tarea.

“Aunque pueda haber una anticipación de 400, 600 o 1000 líneas, los procesos son muy, muy rápidos. Sin embargo, por ejemplo, si acaba de terminar de girar y ahora va a fresar un plano (la siguiente línea de código es comenzar a hacerlo), la máquina comenzará a reaccionar: encienda el husillo giratorio, muévalo hacia posición, bloquee el husillo principal y fresa esa característica. En una situación de producción, esas son porciones de segundos/milisegundos que se acumularán rápidamente. Motion Control optimiza el programa para reducir el tiempo sin corte. Usted escribe su programa, demuestra su parte y luego le dice al control que lo optimice. Esto compila el programa y almacena los movimientos requeridos en los servos y basa todos los movimientos en la posición del eje principal”.

En un ejemplo, explicó, si un huso está en la revolución 31.000 “y en la revolución 31.001 quieres que haga algo diferente, el otro eje (ya sean correderas en grupo independientes, torretas o torretas y corredera en grupo) comienza a ponerse en movimiento para haga lo que tenga que hacer para estar preparado para esa revolución 31.001. Entonces verías un corte en una torreta o grupo y el opuesto estaría en escena; Verías una torreta indexándose lentamente. No necesita llegar rápidamente porque sabe cuándo tiene que entrar en el corte. Avanza lentamente para minimizar el desgaste innecesario y también para ayudar a reducir la transferencia de vibración (cualquier cosa que pueda provenir de una torreta cargada que se sacude) para llegar justo a tiempo”.

Una estrella en ascenso en el mercado suizo es el Nexturn SA32XII de Absolute Machining Tools de Lorain, Ohio.

Con un deslizador doble independiente y programación de tres canales, permite tres herramientas en el corte a la vez, dijo Jason Smith, gerente de ventas nacional de Absolute para productos de torneado de producción. "Hay un montón de aplicaciones en las que podemos conseguir que las placas de grupo eliminen material y lograr tiempos de ciclo reducidos y procesos más estables".

Una situación ideal para utilizar el SA32XII sería con perfiles de giro largos, explicó Smith. En esas aplicaciones, “es común exceder la profundidad de corte recomendada en una plaquita. Como resultado, los usuarios deben reducir la tasa de alimentación. Esto provoca una pérdida por rotura de viruta en las herramientas de corte. Al utilizar el ciclo de giro por pellizco con el deslizador doble opuesto, los usuarios logran mantener las herramientas dentro de las recomendaciones del fabricante y, por lo tanto, romper una viruta durante el corte”. Ese control de viruta es fundamental para la estabilidad del proceso, dada la compacta zona de mecanizado de las máquinas suizas, añadió.

Además, el SA32XII reduce los tiempos de ciclo porque “los usuarios son capaces de 'preparar' la siguiente herramienta en el proceso, preparándola en el puesto de herramientas del grupo opuesto”, dijo Smith. "Cuando se hace esto, el tiempo de 'chip a chip' es casi nulo".

Esta máquina también reduce la complejidad de los esquemas de herramientas, añadió Smith. “Mientras que su guía convencional de grupo fijo simple requiere herramientas de mano izquierda y casquillos de guía de tierra máxima, nuestra máquina suiza de tres canales con guía doble tiene un eje Z independiente en uno de los postes de herramientas del grupo. Esto aumenta significativamente la capacidad de herramientas en el carro principal del conjunto de herramientas y proporciona una mayor capacidad de herramientas redundantes. También es útil para operaciones prolongadas sin supervisión, permite que más herramientas permanezcan dentro de las máquinas y reduce los tiempos de preparación de una pieza a la siguiente”.

Absolute planea presentar el Neturn SA32XII en IMTS en septiembre.

Con una sonda de ajuste automático de herramientas incorporada y una base de fundición compuesta de alta amortiguación (HDCC), la serie Syncrex de Mazak lanzada en octubre ofrece otra opción para los talleres que consideran la precisión suiza.

Mazak, con sede en Florence Ky., ha aportado un gran conocimiento sobre máquinas suizas para diseñar sus máquinas, lo que no sólo ayudará a los usuarios a realizar más cambios de trabajo sino que también eliminará el desperdicio de material, dijo el gerente general del Medio Oeste, Kevin Bates.

Las máquinas Syncrex estarán disponibles con una sonda de herramienta automática en la máquina, lo que reducirá los tiempos de preparación de la herramienta a la mitad, afirmó Bates.

"Esto se relaciona con lo que los clientes de Mazak están acostumbrados en sus tornos", explicó Bates. “Ofrecemos sondas de ajuste de herramientas de serie en la mayoría de nuestros tornos, por lo que nuestros clientes están familiarizados y acostumbrados a esa funcionalidad. Cuando empezamos a analizar nuestra línea de torneado suiza, consideramos cómo podríamos reducir los tiempos de preparación en una máquina de estilo suizo”.

Sin embargo, la sonda Syncrex es claramente diferente, continuó. “En una máquina de cabezal fijo, tienes mucho más espacio, mucho más espacio para montar una sonda, y muchas de ellas están en brazos que salen de la pared del cabezal de la máquina. En una máquina suiza no tienes ese tipo de espacio libre y, obviamente, estás llevando las herramientas a la pieza, no la sonda a la herramienta. Tenemos un dispositivo que podemos sujetar en el casquillo guía del husillo principal o en el collarín del husillo secundario y luego accionar las herramientas usando esa sonda”.

Al sondear a los clientes, Mazak descubrió que quienes evitaban las máquinas suizas a menudo lo hacían debido a los tiempos de cambio. “Antes los clientes configuraban estas máquinas los lunes, hacían funcionar una pieza durante toda la semana y luego cambiaban”, dijo Bates. "Ahora tenemos clientes que utilizan máquinas suizas y las cambian a diario o, en algunos casos, varias veces al día".

En una demostración de lanzamiento de Syncrex en el evento Discover 2021 de Mazak en octubre, un ingeniero de aplicaciones que activó todas las herramientas manualmente redujo ese tiempo a la mitad cuando utilizó el sistema de configuración automática de herramientas en una versión de ocho ejes con 29 herramientas. Las máquinas Syncrex estarán disponibles con hasta nueve ejes y 35 herramientas con contorneado completo del eje B opcional.

Las cambiantes demandas de funcionalidad suiza ayudaron a impulsar Syncrex de Mazak, dijo Bates.

“Las ventas de tornos en Suiza representaban antes alrededor del 10 por ciento de todo el mercado del torneado; ese número ha aumentado a alrededor del 20 por ciento, en gran parte debido a las tecnologías que están reduciendo el cambio. Las máquinas suizas también han crecido en diámetro; Solían ser de 1" (25,4 mm) o menos para piezas de diámetro pequeño y ahora están llegando a 38 mm y, en algunos casos, más grandes. Tendremos un 20, un 25, un 32 y un 38. máquina de mm en nuestra cartera en 2022”.

Un elemento central para la precisión de Syncrex será la base de la máquina HDCC con amortiguación de vibraciones de 3200 libras, que ofrece varios beneficios, que incluyen:

10 por ciento más rígido que el hierro fundido

80 por ciento menos vibración en el punto de corte

Vida útil de la herramienta un 30 por ciento más larga

Debido al diseño del husillo principal sincronizado y el buje guía en los modelos de 20 y 25 mm, el ahorro de material también será sustancial, añadió Bates, ya que Syncrex reducirá los restos que suelen ser de 10 u 11 pulgadas (25,4 o 28 cm) a siete u ocho (17,8 o 20,3 cm.)

A medida que las piezas suizas se vuelven más complicadas, CAM se utiliza más y las estrategias de mecanizado están cambiando, advirtió el especialista en productos suizo Christopher Leclerc de CNC Software, Tolland, Connecticut. Y las capacidades de la máquina se están volviendo más avanzadas en el fresado con el inicio de "B" Contorno de eje (cinco ejes).

"Cuando se utiliza un trabajo completo de cinco ejes, un sistema CAM es imperativo", destacó Leclerc. "El uso de un sistema CAM también mantiene la uniformidad cuando varios programadores CNC participan en el mismo espacio de trabajo".

Aunque los programadores pueden utilizar el fresado dinámico de Mastercam en máquinas suizas, añadió, puede perder eficacia con piezas más pequeñas y movimientos rápidos contenidos en un área pequeña. Donde CAM es un beneficio es en la cantidad de líneas de código producidas para fresado complejo de cinco ejes.

"He producido programas para geometrías de cinco ejes que contenían cientos de miles de líneas de código", dijo. “Cuando se trata de superficies, los acabados de una pieza están directamente relacionados con la forma en que su sistema CAM integra pasos intermedios y patrones de mecanizado. Cuando se utilizan fresas de bola pequeñas, digamos de 0,032" y menos, el paso es fundamental para mantener el acabado de la superficie y la vida útil de la herramienta”.

Los implantes e instrumentos médicos se pueden realizar en una sola máquina con mecanizado de cinco ejes, con múltiples herramientas que permiten el desbaste, el semiacabado y el acabado. “Poder programar a partir de un modelo sólido y obtener el código NC de forma precisa y rápida es una ventaja. Muchas grandes tiendas suizas tienen muchas máquinas suizas diferentes del mismo fabricante o de diferentes fabricantes. Una vez que se programa una pieza en un sistema CAM, el código se puede enviar fácilmente a diferentes máquinas cargando una nueva máquina y un posprocesador”.

Dado que cada vez más empresas optan por grabar números de piezas o logotipos en lugar de estampar en rollo para mejorar la visibilidad, la programación es fundamental para producir esa apariencia más limpia.

"Con el estampado en rollo, si un chip queda atrapado en el proceso, la característica lo reflejará", señaló Leclerc. “Con el grabado, puede configurar macros personalizadas que pueden cortar números de pieza que se ingresan en una variable. Esto reduce la cantidad de sellos en rollo y el tiempo de preparación. Digamos que ejecuta una pieza que tiene 25 configuraciones diferentes designadas como -001 a -025. Podría escribir un programa donde #550= -015 o -008, etc., ese sea el número de pieza, y cambiarlo al cambiar piezas. Esto lleva unos segundos en lugar de tener que configurar un nuevo sello en rollo. He visto muchas tiendas que crean su propio producto y graban el logotipo de la empresa”.

Otros ahorradores de tiempo de Mastercam por los que Leclerc confía son:

Tablas de subprocesos, que permiten a los usuarios seleccionar tipos y tamaños específicos y completar automáticamente esos datos en el programa.

Funciones que ayudan a rastrear y rastrear cambios en el diseño de piezas. Los niveles, hojas de vista y más conservan el modelo original y los modelos sólidos modificados.

La configuración predeterminada para un individuo o un grupo de programadores les permite configurar el sistema CAM según su estilo de programación.

En Marubeni Citizen-Cincom, CAM se combina con el On Machine Program Check (OMPC) de la compañía para confirmar la prevención de colisiones de las herramientas, dijo el presidente y director de operaciones Brian Such.

"Muchos usuarios probarán su primera configuración muy lentamente y realizarán cambios en la máquina", explicó. Si bien permite una configuración segura, esto "requiere un tiempo valioso de la máquina que los suizos deberían utilizar".

Para evitar colisiones de herramientas en una máquina suiza, que monta muchas herramientas en un espacio pequeño, se deben tener en cuenta varios factores, explicó Tal, desde las configuraciones en el lado del subhusillo dependiendo de qué tan lejos se extiende la pieza desde la cara del subhusillo hasta cuántas Se utilizan herramientas y la profundidad de cada herramienta.

"Las herramientas adyacentes que no están en el corte actual pueden interferir con otras piezas de la máquina", señaló Such. "Muchas personas encargadas de la configuración no se fijan en esto hasta el momento de la configuración y luego luchan por hacer cambios que se ajusten a sus necesidades". Él cree que el uso del software CAM puede mostrar estas posibles colisiones de configuración de herramientas y también informar a la persona encargada de la configuración sobre otras compensaciones de herramientas utilizadas para funcionar sin colisiones.

“Algunos procesos requieren ciclos más largos y utilizan muchas herramientas de muchas maneras. El programador conoce el proceso, pero la persona que lo configura comienza a ciegas. Para un trabajo complejo que la persona que realiza la configuración nunca antes vio, mostrar un proceso CAM antes de realizar la configuración puede permitirle ver completamente el proceso y saber qué esperar antes de la primera ejecución”.

Los programadores, añadió Such, parecen pecar de seguro. “Al introducir una herramienta en un corte, siempre hay un corte de aire antes de que comience el proceso real. Con CAM, puede configurar la distancia de corte de aire para todas las herramientas como desee, digamos 0,03" (0,762 mm); muchos usuarios que no utilizan CAM pueden usar 0,1" (2,54 mm). Esto supone un ahorro de tiempo de 0,07" (1,78 mm), lo cual es pequeño pero puede sumar”.

¿Cómo encaja OMPC? Esta característica, que aparece en las máquinas suizas Citizen Cincom desde la década de 1980, se ha convertido en un proceso imprescindible, afirmó Such.

“El operador activa OMPC, que permite utilizar la rueda de pulso manual para controlar el proceso a la velocidad preferida del operador. Esto no es sólo un comienzo y una parada; OMPC se puede utilizar hacia adelante y hacia atrás, más rápido o más lento, según lo desee el usuario. Si se encuentra un error, se puede corregir en vivo durante el proceso; simplemente edite el código del programa y luego continúe ejecutándolo.

“OMPC no es una función como cualquier otro constructor; Citizen tiene solo un dial de ajuste de control de alimentación. Un ciudadano no tiene una anulación rápida. En todas las demás máquinas herramienta con dos controles, uno para avance y otro para rápido, si prueba el proceso sin colisiones con una configuración rápida del 25 por ciento, puede ejecutarlo al 100 por ciento y sufrir fallas ya que el tiempo es diferente. . Con Citizen OMPC, al ajustar un control de avance, este 100 por ciento confirma y permite probar y ajustar cualquier velocidad según se desee; luego, al 100 por ciento de avance, realizar el 100 por ciento del mismo movimiento, eliminando cualquier fallo de sincronización”.

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