Minimizar piezas y diseñar componentes resuelve varias necesidades

Milltronics Manufacturing Company, un fabricante de máquinas herramienta CNC (controles numéricos computarizados) ubicado en Waconia, Minnesota, es un importante fabricante y comercializador de centros de mecanizado rentables y de alta calidad, talleres de herramientas y molinos puente y tornos de talleres de herramientas que se venden tanto en los Estados Unidos como en el extranjero. .

Durante sus casi 25 años de historia, Milltronics ha cambiado varias veces su filosofía de marketing para sobrevivir en un negocio muy competitivo. Originalmente, fabricaban y comercializaban sistemas CNC (una computadora programada con información dimensional que controla los movimientos de las fresadoras) para los fabricantes de máquinas herramienta nacionales. A medida que más y más importaciones ingresaban al mercado, los fabricantes estadounidenses se retiraron, convencidos de que ya no podían competir.

Con un número decreciente de constructores nacionales, Milltronics comenzó a vender productos llave en mano, instalando sus propios CNC en máquinas importadas. Sanciones gubernamentales adicionales casi agotaron su fuente de máquinas, así como la fuente de hierro para los pocos clientes que les quedaban. En ese momento, la única opción que les quedaba era construir las máquinas ellos mismos. Era un camino que muchos habían intentado antes y fracasaron. La diferencia era cómo lo hacían. Milltronics atribuye gran parte de su éxito a mantener la cantidad de piezas en sus máquinas al mínimo y diseñar componentes que resuelven varias necesidades.

Llamaron a su nueva línea de productos "Socio", lo que define la actitud general de la empresa. Milltronics desarrolló "asociaciones" con sus empleados, proveedores y clientes. Esta estrategia, a su vez, influyó en la capacidad técnica, los precios competitivos y la redefinición de todo un segmento de máquinas herramienta.

Fue a través de esta asociación entre la empresa y el proveedor que Milltronics resolvió un problema de ingeniería preocupante que amenazaba la calidad y el diseño futuro de una de sus líneas de productos más populares:los centros de mecanizado CNC. La empresa estaba instalando servomotores de CC tipo escobilla en las máquinas que no podían ofrecer la superioridad técnica y de rendimiento de los servomotores de CA.

Cuando el fabricante de máquinas herramienta decidió instalar motores sin escobillas en el centro de mecanizado de la serie VM17, Robert Page, un ingeniero eléctrico responsable de servoaccionamientos y motores, se convirtió en parte integral de este cambio de ingeniería. "Habíamos determinado al comienzo de este proyecto que el mercado demandaba sistemas sin escobillas", dice el Sr. Page, "principalmente debido a su velocidad y confiabilidad". Había algunos motores CC rápidos de tipo escobilla en el mercado pero, en comparación con la tecnología sin escobillas más nueva, se consideraban anticuados. "En general", señala Page, "los motores sin escobillas son más rápidos y se elimina la necesidad de cambiar las escobillas o preocuparse por los límites de conmutación".

La empresa experimentó con varias combinaciones de servoaccionamientos y motores de varios fabricantes durante un período de 18 meses. En algunos casos, probaron productos del mismo fabricante; en otros casos, se mezclaron y combinaron. "Nuestros resultados no fueron tan buenos", afirma Page. "Todavía teníamos problemas y continuamos investigando opciones que fueran más fáciles de usar y más confiables".

La compañía comenzó a buscar el Sigma Servo System de Yaskawa Electric (Northbrook, Illinois), una combinación compacta y de alto rendimiento de servomotores sin escobillas combinados con amplificadores totalmente digitales flexibles. La familia de productos Sigma brindó un mayor par a la inercia, un mayor par por longitud y un mayor par por dólar que otros sistemas que analizaron.

Peter Gennuso, gerente regional de ventas, Yaskawa Machine Tool Sales Group, dispuso la entrega de servomotores sin escobillas, variadores y cables a Milltronics para su instalación en un centro de mecanizado programado para su envío a la feria comercial IMTS en septiembre de 1996. "Quedé muy impresionado con la velocidad y el rendimiento general de este modelo prototipo", afirma el Sr. Page. "Generaba un tremendo interés por parte de los clientes de la feria, que en ese momento se estaban volviendo más astutos con respecto a la tecnología y el rendimiento de los motores sin escobillas digitales de CA".

Los representantes técnicos de Yaskawa también fueron de gran apoyo. "Cada vez que pedíamos ayuda, inmediatamente se presentaban aquí para trabajar con nuestra gente. Sé que un técnico pasó dos días en nuestras instalaciones para asegurarse de que las unidades coincidieran totalmente de manera adecuada", dijo el Sr. Page. "El soporte siempre ha sido muy Bueno, una de las cosas que nos gustó desde el principio. Hicieron todo lo posible para proporcionarnos diferentes modelos de servo Yaskawa Sigma para probar en nuestras unidades prototipo, y no dudaron en recuperar los que no elegimos. Yaskawa nos dio las herramientas que necesitábamos para hacer el descubrimiento inicial y poner las cosas en marcha. La curva de aprendizaje fue rápida debido a su esfuerzo de ingeniería y al conocimiento técnico que proporcionaron en la planta".

"Nuestras pruebas de ingeniería con servomotores y accionamientos sin escobillas arrojaron excelentes resultados", agregó Page. "Funcionan exactamente de la misma manera cada vez que se encienden, de una máquina a la siguiente. Ha hecho mi vida mucho más fácil porque ahora no tengo que ajustar los servomotores y las unidades. Son absolutamente uniformes y siempre trabajo."

Últimamente, Milltronics ha estado realizando pruebas mucho más rigurosas para garantizar que sus máquinas sean precisas. Una de las más rigurosas es la prueba de bola de barra de Renishaw. La máquina está programada para cortar un círculo cuya circularidad se mide para ver qué tan cerca está de ser teóricamente perfecto. Esta es una operación difícil de manejar y controlar para los motores de máquinas herramienta. Es integral, ya que mide todos los aspectos de la máquina. Según el Sr. Page, los servomotores sin escobillas producen círculos suaves y redondos, siempre.

La configuración del sistema, la configuración de parámetros, el ajuste automático, la supervisión del rendimiento y la resolución de problemas se facilitan mucho con SVMON, el paquete de software del sistema Sigma. "Es muy fácil de usar", señaló Page. "SVMON le permite conectar un cable RS-232 en la parte frontal del variador y descargar los parámetros en aproximadamente 15 segundos. Se mantiene un archivo de parámetros para cada eje de estas máquinas, por lo que solo encendemos los variadores, descargamos los parámetros y están listos para funcionar".

Tim Rashleger, director de operaciones, pensó al principio de la fase de prueba que los motores y variadores sin escobillas Sigma Servo y, al mismo tiempo, el mayor nivel de tecnología que proporciona, serían demasiado costosos, que costaría demasiado y la curva de aprendizaje podría ser demasiado tiempo para poner en marcha el producto. Pero resultó ser todo lo contrario. "El costo de optar por los servomotores Yaskawa Sigma fue en realidad menor que el esfuerzo anterior", dijo. "Creo que se divide en cuatro categorías. Primero, la curva para poner el producto al día y listo para funcionar fue muy rápido. Segundo, el precio fue mejor de lo que pensábamos. Cuando el precio se tuvo en cuenta en nuestras cifras de volumen, fueron fácil de justificar. Tercero, técnicamente en el piso, los servomotores y variadores Sigma se ensamblan y prueban más rápido. La solución de problemas es mínima porque funcionan. Y cuarto, cuando salen al campo no tenemos costos de reemplazo y servicio y , en consecuencia, clientes insatisfechos. Entonces, resulta que el costo total de usar Yaskawa Sigma Servos es favorable frente a lo que podría ser una tecnología más baja.

La línea de productos de Milltronics se divide en centros de mecanizado y máquinas de taller de herramientas. Dos tercios de su negocio provienen de la línea de productos de los centros de mecanizado y un tercio se genera a partir de los productos del taller de herramientas. Hay seis modelos de centros de mecanizado Milltronics, que van desde recorridos de mesa de 25 x 16 pulgadas hasta 100 x 30 pulgadas, y hasta 20 caballos de fuerza para mecanizado pesado. Todos estos, con la excepción de un modelo básico, se fabrican con motores y variadores Sigma Servo. "Desde el punto de vista de la fabricación, ha sido muy productivo para nosotros construir varios modelos con los mismos servomotores", dice el Sr. Rashleger. "Anteriormente, teníamos que comprar varios tamaños diferentes de DC en cantidades más altas para obtener mejores precios y luego tener un gran inventario. Debido al valor de Yaskawa en el rango de 40 y 50 pulgadas, podemos cubrir varios modelos de máquinas con un producto servo."

Los recorridos rápidos de la máquina VM16 con servoaccionamientos de CC son de 400 pulgadas por minuto (ipm). La mayoría de los otros centros de máquinas en la línea de productos que usan Yaskawa son sustancialmente más altos, siendo típicos alrededor de 800 ipm. "Cuando vende una máquina con 400 ipm en comparación con una máquina que cuenta con 800 ipm, esa es la diferencia que hacen los servos de CA de Yaskawa en comparación con los de CC de tipo escobilla", explica el Sr. Rashleger. "Realmente no estamos presionando ninguna de las tecnologías más allá de lo razonable, y la confiabilidad de ambas tecnologías, sinceramente, es muy buena. Sin embargo, un cliente que necesita producción de una máquina, o está tomando curvas a alta velocidad, buscará favorablemente la función de 800 ipm.

"Además, la velocidad de avance en las curvas cuando se corta metal se expande en los servos digitales de CA. Esto sería muy exigente para los DC. Por otro lado, los servos de CA, debido a su menor inercia y muy alto rendimiento, sobresalen en proyectos que requieren procesamiento de alta velocidad y mecanizado tridimensional.

"Hemos tenido servos Yaskawa Sigma en el campo durante más de seis meses, por lo que hay un número significativo en uso", señala el Sr. Rashleger, "y nunca he tenido un solo informe de que uno sea demasiado pequeño. Lo que sea que publiquen, la especificación tiende a ser muy conservadora. A veces, había dudas anteriormente sobre el empuje de la máquina cuando se usaba el mismo tamaño de CC, pero eso no ha sido una consideración con los servos y controladores Sigma sin escobillas. Y eso es significativo.

"La confiabilidad de estos productos ha sido excepcional, superior a cualquiera que hayamos usado en términos de uso. Nuestro departamento de servicio no informó fallas de campo en los primeros seis meses de envíos, lo que, sinceramente, es fenomenal.

"Nos dimos cuenta de que algunos de nuestros competidores comenzaron a fabricar algunos de sus propios servos", dijo Rashleger. "Hemos revisado esta opción y simplemente no tiene sentido. Aprender esta tecnología, dominarla y maximizarla, simplemente no es una experiencia en la que creemos que deberíamos gastar nuestros recursos. Los productos son muy competitivos. Yaskawa está mucho más versado en la producción de este producto técnicamente correcto que cualquier empresa privada de máquinas herramienta. Desde nuestro punto de vista, no es factible diseñarlo y fabricarlo nosotros mismos, y continuaremos obteniendo esta parte de la máquina herramienta. el corazón de nuestros centros de mecanizado lo mejor posible, hemos seleccionado servos Yaskawa.

"Ya hemos determinado que cambiar a los servos Sigma sin escobillas fue una muy buena decisión para la empresa", afirmó el Sr. Rashleger. "Estamos muy entusiasmados con lo que ha hecho por nosotros. Solo deseamos haber hecho el cambio seis meses antes, porque estamos pagando precios por otras decisiones. El hecho de que el 100 por ciento de nuestro uso de unidades digitales de CA sea Yaskawa realmente manifiesta la confianza que tenemos en el producto y la relación comercial."

Las máquinas Toolroom son increíblemente competitivas, por lo que cada dólar cuenta en esta línea de productos. Los requisitos de estas máquinas suelen estar en el ámbito de la tecnología de CC.

Milltronics fabrica sus propios sistemas CNC, por lo que los avances técnicos en los productos de Yaskawa son realmente apreciados", dice el Sr. Rashleger. Milltronics introdujo recientemente un control Centurion de alta velocidad con tecnología de punta, que incluye funciones gráficos y contorneado de alta velocidad. Pero aun así no alcanzaría su máximo rendimiento a menos que se combinara con un servo con la misma tecnología mejorada. La incorporación de las dos tecnologías ha dado a Milltronics una ventaja en rendimiento. Centros de mecanizado con este nivel de el rendimiento suele costar el doble.

"Lo emocionante de nuestra empresa es que se está realizando una fabricación real", dijo el Sr. Rashleger. "Estamos demostrando que la tecnología existe en Estados Unidos para que una empresa de primer nivel fabrique con éxito productos de calidad orientados al valor y los comercialice en todo el mundo. Creemos que la base de fabricación es lo más emocionante que está sucediendo". SMS