Por qué la inspección en máquina es clave para el mecanizado de precisión

Para el control de calidad de las piezas mecanizadas por CNC, la mayoría de los talleres utilizan una máquina de medición por coordenadas. Una CMM verifica que la geometría y las dimensiones de una pieza terminada coincidan con el diseño original, asegurando que el cliente no reciba piezas defectuosas. Identifica incluso los errores más marginales y permite que el maquinista vuelva a trabajar en una pieza defectuosa.

Sin embargo, para el propietario de un taller mecánico, la CMM está lejos de ser una solución perfecta. Si bien este tipo de inspección brinda seguridad al cliente, no garantiza un alto nivel de productividad para el maquinista. ¿Por qué? Porque identificar errores después del mecanizado significa que ya es demasiado tarde para recuperar los costos. Cuando una pieza tiene que ser reelaborada porque la máquina CMM arroja un resultado negativo, el valor de esa pieza se reduce a la mitad. Se dedica el doble del tiempo esperado, así como el doble del material.

Una solución alternativa es la inspección en máquina con un sistema de inspección de máquina herramienta. Los sistemas de palpado de máquina herramienta son dispositivos de medición instalados en la propia máquina CNC, que se utilizan para configurar piezas y medir dimensiones durante e inmediatamente después del proceso de mecanizado.

Este artículo explica cómo utilizamos la inspección en máquina en nuestro taller de CNC y por qué los talleres de mecanizado CNC deben hacer lo mismo.

1. Solucionar el cuello de botella de CMM

Restringir el control de calidad a una CMM tiene importantes inconvenientes y los problemas pueden escalar más allá de simplemente duplicar el tiempo de mano de obra y los costos de materiales. En un taller ocupado, es probable que a cualquier máquina CNC determinada se le asigne una nueva configuración tan pronto como se retire un conjunto de piezas de la mesa de trabajo. Si la CMM rechaza algunas partes más adelante, el maquinista tendrá que esperar a que haya una máquina disponible, o peor aún, interrumpir otro trabajo, y luego configurar la máquina nuevamente. Las piezas de trabajo rechazadas pueden ralentizar la producción y producir un efecto dominó que retrasa muchos trabajos.

Además, la dependencia de una CMM puede generar largas colas, ya que cada trabajo en el taller requiere la inspección de la misma máquina o grupo de máquinas. La incorporación de la inspección en las propias máquinas CNC puede aliviar el cuello de botella de la CMM, ya que la carga de la inspección se puede repartir entre varios sistemas o, en algunos casos, puede ser manejada completamente por la máquina CNC.

2. Mejorar la eficiencia

El uso de una CMM suele ser necesario para el control de calidad, especialmente durante el mecanizado de precisión, porque comprueba que las piezas de trabajo cumplen con las especificaciones geométricas y dimensionales. Pero la inspección en máquina no tiene que reemplazar la CMM; en cambio, puede funcionar solo o en conjunto con el CMM para hacer que la inspección, y todo el ciclo del producto, sea más eficiente.

Un sistema de palpado de máquina herramienta, montado en el husillo o torreta de la máquina, brinda numerosos beneficios a un taller. El sistema se puede usar para identificar y configurar piezas de trabajo, un proceso que puede llevar 10 minutos manualmente, pero solo unos segundos con una sonda, y puede medir características durante el ciclo de mecanizado e inmediatamente después, cuando las piezas de trabajo todavía están en la mesa de trabajo.

Configure las piezas de trabajo rápidamente

Un sistema de palpación también puede realizar tareas como monitorear la condición de la superficie de la pieza de trabajo e iniciar la corrección automática de compensación. Además, muchas rutinas de inspección no interrumpen el proceso de mecanizado, por lo que la inspección se puede realizar sin interrupciones.

Las sondas son útiles porque detectan errores significativos de manera temprana, lo que reduce inmediatamente el desperdicio y, si se usa una CMM después, reduce las posibilidades de que la CMM rechace una pieza. Si se utiliza una MMC, las sondas también permiten que el personal de control de calidad reduzca su frecuencia de muestreo. Por ejemplo, pueden inspeccionar una de cada 50 piezas en la CMM en lugar de una de cada 20, sabiendo que la mayoría de los posibles errores habrían sido detectados y corregidos por la sonda en la máquina. Por lo tanto, la introducción de la inspección en la máquina puede reducir el tiempo total de inspección y aliviar el cuello de botella de la CMM, lo que permite que las piezas se envíen más rápido y aumenta la productividad del taller.

Inspección en proceso de piezas mecanizadas

3. Aumente la precisión para el mecanizado posterior

La inspección en máquina puede ser beneficiosa en prácticamente todas las situaciones de mecanizado CNC, reduciendo drásticamente las posibilidades de tener que desechar piezas defectuosas. Sin embargo, los sistemas de sonda son especialmente valiosos cuando se mecanizan características de precisión en piezas fundidas o forjadas.

Mecanizar piezas a partir de una pieza de trabajo de metal extruido es una cosa, pero mecanizar piezas forjadas o fundidas es otra muy distinta. Esos procesos de metalurgia tienden a producir variaciones menores entre las unidades, por lo que es fundamental que la máquina CNC pueda calibrarse correctamente con cada pieza ligeramente diferente. Un sistema de sonda en la máquina ayuda a la máquina a hacer precisamente eso.

El sistema de inspección en máquina garantiza la precisión al mecanizar como proceso secundario, incluso cuando existen discrepancias geométricas entre las piezas. Es especialmente útil para piezas fabricadas con fundición a presión y fundición a la cera perdida.

4. Aumente la precisión de los moldes

La inspección en máquina es un activo particularmente valioso en la producción de moldes para moldeo por inyección y otros procesos de moldeo. Las sondas aumentan la precisión al mecanizar núcleos y cavidades, lo que da lugar a mejores molduras y a una menor dependencia del procesamiento posterior de piezas de plástico, donde se deben corregir las imperfecciones causadas por moldes de baja calidad.

La fabricación de moldes puede beneficiarse de una sonda en la máquina de varias maneras:antes, durante y después del mecanizado CNC de los componentes del molde. Antes del mecanizado, una sonda puede ubicar la pieza de trabajo, además de determinar la orientación y rotación de la pieza. Durante el mecanizado, puede realinear automáticamente la herramienta de corte y actualizar las compensaciones en reacción a los cambios de temperatura. Y antes de que la pieza salga de la máquina CNC, la sonda puede realizar tareas específicas del molde, como comprobar y verificar el estado de los electrodos. Cada una de estas funciones aumenta la precisión de la producción de moldes y, en consecuencia, la calidad de las molduras.

Por lo tanto, el uso de la inspección en máquina puede mejorar la calidad, la repetibilidad y la precisión de los moldes mecanizados, al mismo tiempo que ayuda a administrar y combatir las variaciones causadas por el cambio de temperatura que pueden conducir a características fuera de la tolerancia deseada.

Inspección en proceso de la cavidad del molde

Mecanizado de precisión mejorado

En resumen, los sistemas de inspección en máquina para máquinas CNC pueden ser muy valiosos para los talleres mecánicos, ya que brindan los siguientes beneficios:

• Captura de errores temprano
• Comentarios inmediatos
• Corrección de compensación automática
• Reducir la acumulación de inspecciones
• Aliviar el cuello de botella de CMM
• Reducir la tasa de muestreo de CMM
• Reducir el tiempo total de inspección
• Reducir el desperdicio
• Aumentar la productividad
• Aumente la precisión del mecanizado en piezas fundidas y forjadas
• Aumente la precisión del mecanizado en las cavidades del molde

3ERP, especialista en creación rápida de prototipos y fabricación de bajo volumen, utiliza sondas de Máquina-Herramienta de Renishaw para el mecanizado de precisión. Desde que se adoptó esta estrategia, la productividad ha aumentado y la empresa ha podido enviar piezas más rápido.

Si bien la CMM sigue siendo un elemento crítico en los procedimientos de control de calidad de 3ERP, las sondas en la máquina han aliviado la carga de la CMM al tiempo que prácticamente igualan a la máquina independiente en términos de capacidades de inspección. Fundamentalmente, la medida ha beneficiado tanto al taller de máquinas como al cliente.