Cómo adaptar el accesorio y las plantillas a la fabricación inteligente

En la cúspide de la producción moderna se encuentran los sistemas de fabricación inteligentes. Se ajustan con precisión para una demanda flexible de piezas a mecanizar y se pueden restablecer rápidamente para producir las demandas en constante cambio de los clientes. El verdadero mecanizado rápido solo es posible con esos sistemas. Sin embargo, la instalación y configuración original de todos los componentes es muy compleja. Hoy vamos a discutir los sistemas de plantillas y accesorios para soluciones de fabricación inteligente, pero primero, veamos la condición actual de esta tecnología.

Fabricación inteligente hoy

La fabricación inteligente es una de las partes inseparables de la teoría de la Industria 4.0. El mercado de fabricación inteligente todavía se encuentra en su etapa de desarrollo porque el concepto aún se está perfeccionando. Sin embargo, se espera que el mercado crezca tan pronto como la tecnología obtenga suficientes soluciones. Los sistemas de fabricación inteligente realmente se ajustan a las demandas del cliente moderno de fabricación rápida de pequeños lotes o incluso piezas individuales personalizadas en el menor tiempo posible. En este momento, hay una serie de soluciones que automatizan en gran medida el módulo de mecanizado rápido. La automatización de la máquina herramienta es fácil. Solo tiene que cargar los programas NC necesarios en el orden correcto.

Ahora, cargar y descargar piezas y fijarlas en la posición correcta es el verdadero problema. Si la carga y descarga se realiza con brazos robóticos, la fijación de la pieza en la posición correcta mientras se mecaniza es prerrogativa de las herramientas de plantilla. El problema principal aquí es que las piezas procesadas por un sistema de fabricación inteligente deben ser diferentes.

¿Por qué es necesario crear sistemas de sujeción inteligentes?

Un sistema de fabricación inteligente típico consta de la máquina herramienta, la herramienta de corte, la pieza en bruto (o la pieza al final del proceso), las plantillas y los accesorios, un mecanismo de carga, depósitos que contienen piezas y piezas en bruto, y un conjunto de diferentes sensores de control para coordinar todo el sistema.

El ciclo típico consta de las siguientes acciones. El brazo robótico toma la pieza en blanco del búnker y la coloca en la herramienta de plantilla. Los accesorios sujetan la pieza en su lugar y la máquina herramienta se pone en marcha. Una vez que se realiza el mecanizado rápido, los accesorios se sueltan y el brazo robótico descarga la pieza y la coloca en otro búnker. Ahora, el proceso parece fácil y ¿por qué la etapa de configuración se considera compleja?

La razón principal de esto es que el sistema puede tener que fabricar piezas completamente diferentes. Pequeño y cilíndrico primero, luego un plato, luego un cigüeñal. Cada una de esas partes requiere sujeción especializada. Las soluciones de sujeción inteligentes pueden resolver este problema hasta cierto punto. La robótica nos permite crear plantillas y accesorios ajustables. De esa manera, pueden sujetar un conjunto completo de piezas similares.

Plantillas y accesorios para fabricación inteligente

En primer lugar, dejemos claro cuál es la diferencia entre la plantilla y el accesorio en los posibles movimientos. Bueno, las plantillas se utilizan para limitar la pieza en bruto en la zona de trabajo de la máquina herramienta. Por ejemplo, incluyen topes que pueden evitar el movimiento horizontal de la pieza sobre la mesa de trabajo de un molino. Los accesorios son herramientas especiales que fijan la pieza en su lugar. Por ejemplo, un perno y una tuerca especial constituyen un accesorio si los usa para sujetar la pieza en bruto. En WayKen, nos especializamos en el servicio de mecanizado CNC de precisión de giro rápido que funciona mejor para la creación rápida de prototipos, pruebas de formación y ajuste, plantillas y accesorios, y componentes funcionales para aplicaciones de uso final.

Hay muchos tipos diferentes de mecanismos Jig y Fixture. La plantilla y el accesorio más simples y flexibles incluyen una serie de bloques estándar que se pueden ensamblar usando pernos. Puedes usarlos como LEGO y obtener muchas configuraciones diferentes. Sin embargo, se necesita mucho tiempo para ensamblar dichos accesorios. Otra forma flexible de configurar piezas es comprar abrazaderas estándar universales, mandriles, etc. Esto es eficiente para el mecanizado manual porque el operador puede verificar la configuración y arreglarla si algo sale mal. Sin embargo, un sistema de fabricación inteligente necesita una herramienta de plantilla flexible automatizada.

Las etapas principales del diseño de plantillas y accesorios para sistemas de fabricación inteligentes

El diseño de plantillas y accesorios para la fabricación inteligente es un proceso complejo. A menudo puede ser más difícil que el desarrollo del producto que se fabricará en las plantillas diseñadas. Hay una serie de etapas principales que debe completar para obtener la herramienta de fijación CNC deseada.

1. Elección de las superficies base. Por cierto, si puede, es posible tener varios conjuntos de superficies base en un sistema, lo que lo hace aún más flexible.
2. Elección del intervalo de ajuste. Aquí básicamente establece qué tan inteligente será su sistema. Cuanto más variable y mayor sea el intervalo, más sofisticadas serán las herramientas.
3. Elegir los accesorios.
4. Elección del mecanismo de fijación. Los sistemas automatizados pueden utilizar un accionamiento eléctrico, un accionamiento neumático, un accionamiento hidráulico o un tipo de accionamiento mixto. La elección depende principalmente del tipo de accionamiento que utilice la máquina herramienta. Sin embargo, ciertas herramientas específicas necesitan sus propias unidades. Por ejemplo, los diseños de accesorios de vacío solo pueden funcionar en unidades neumáticas y las herramientas magnéticas deben usar unidades eléctricas.
5. Diseñar todo el conjunto. Aquí es donde se diseñan todas las piezas y se determina el ciclo exacto del trabajo del accesorio.
6. Programación de las herramientas. Para ser automatizados, los accionamientos están controlados por un programa NC especial que debe crearse para cada sistema desde cero.
7. Preparación para fabricar

Por qué es importante desarrollar accesorios

Los sistemas inteligentes de sujeción ajustable tienen muchas ventajas que hacen que valga la pena un proceso de desarrollo y fabricación considerablemente largo y complejo.

1. Reducen el costo de fabricación. Una herramienta de plantilla inteligente bien construida puede sustituir un montón de mecanismos de sujeción más simples.
2. Excluyen al operador del proceso. Es importante que los sistemas de fabricación inteligente funcionen automáticamente y las abrazaderas inteligentes garantizan que incluso restablecer el sistema para otro lote pueda ser completamente robótico.
3. Ahorran tiempo. El proceso que consume más tiempo en el mecanizado rápido es la configuración del sistema para un lote diferente de piezas. Dado que el sistema de sujeción inteligente es ajustable, puede mecanizar muchas piezas diferentes sin necesidad de cambiar las herramientas. Solo tienes que tener cuidado de que las partes estén dentro de los límites de ajuste.