El paquete de control ayuda a acelerar la producción

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Conozca cómo Index C100 y el paquete de control Siemens 840D mejoraron los tiempos de configuración sin sacrificar el tiempo del ciclo, lo que permitió que Task Force Tips redujera el tiempo de producción en un tercio.

Aunque Task Force Tips (TFT) sabía que la implementación de opciones de mecanizado de alta velocidad y precio más alto mejoraría sus capacidades de producción, se resistió a realizar tal inversión. “Realmente no me había fijado en la economía cuando se trataba de una máquina Index”, dice el propietario y presidente de la empresa, Stewart McMillan. “Nunca pensé que las máquinas de la compañía estuvieran dentro de nuestra liga”, dice. Sin embargo, pronto se dio cuenta de su error de juicio después de comprar una máquina Index y finalmente alimentarla con un paquete de control de Siemens. Con esta combinación, los tiempos de producción de TFT se redujeron al 30 por ciento de lo que eran antes. El Sr. McMillan dice que esto fue una llamada de atención.

TFT es un fabricante de puntas de supresión de incendios, boquillas y otros equipos de suministro de agentes de alta ingeniería utilizados por los departamentos de bomberos en todo el mundo. Fabrica más de 5000 productos en tres turnos, los siete días de la semana en sus instalaciones de 168 000 pies cuadrados en Valparaíso, Indiana. En la Feria Internacional de Tecnología de Fabricación (IMTS) de 2008, la empresa decidió comprar un torno de producción automático C100 de Index Corp. (Noblesville, Indiana). Poco después, TFT se dio cuenta de que estaba impulsando la nueva máquina más allá de las capacidades del CNC que la impulsaba. Cuando Index se enteró de que la nueva máquina estaba funcionando mal, el fabricante de la máquina herramienta la cambió por un modelo con un paquete de control 840D de Siemens Industry Inc. (Elk Grove Village, Illinois).

En poco tiempo, la nueva máquina cortaba piezas en un tercio del tiempo que lo hacía anteriormente. TFT comenzó a ejecutar trabajos de 5000 a 6000 RPM, aumentando de 0 a 5000 RPM en menos de 1 segundo y disminuyendo con la misma rapidez. “Nunca antes nos habíamos dado cuenta de cuánto tiempo perdíamos esperando que el husillo se estabilizara a una nueva velocidad de comando”, dice el Sr. McMillan. La indexación de torreta también es rápida, dice. Múltiples herramientas se superponen para cortar al mismo tiempo con aceleraciones rápidas.

El Index C100 también aprovecha la velocidad de nuevas maneras. Por ejemplo, la empresa puede producir más de 1000 piezas sin tener que cambiar una compensación. Además, una función de eliminación automática de remanentes permite que la máquina funcione de manera continua al recargar rápidamente el material en barra sin la atención del operador. En el resto de las máquinas de la empresa, los operadores deben retirar el remanente y cargar barra nueva. Si bien ese paso solo debería tomar unos minutos, el Sr. McMillian dice que, a menudo, una máquina puede permanecer inactiva durante casi 6 minutos antes de que un operador la vuelva a cargar, un proceso que toma 5 minutos. Este tiempo perdido se suma, dice.

Otra mejora relacionada con la velocidad fue la rápida velocidad de desplazamiento rápido de la máquina, que siempre ha sido menos que rápida según la experiencia de la empresa. “Muchas máquinas anuncian velocidades de avance rápido a la máxima velocidad, pero el hecho es que, a menos que esté viajando 10 o 12 pulgadas, las velocidades de avance nunca han alcanzado el máximo para nosotros”, dice el Sr. McMillan. Él atribuye esto a las características del diseño estructural. Por ejemplo, la máquina utiliza un conjunto de barras de paralelogramo en lugar de un sistema de coordenadas convencional. “La máquina tiene un marco de montaje para su torreta. La torreta no se aprovecha de un conjunto de formas como la mayoría de las torretas. Está cerca de donde se desliza, por lo que no hay una gran relación entre la longitud y el diámetro en cuanto a las herramientas de la torreta que cuelgan de su estructura de soporte. Esto le da a la máquina mucha rigidez para girar, y puede acelerar los ejes tan rápido que realmente logra velocidades de desplazamiento más rápidas”, dice el Sr. McMillan.

Según el programador principal Nate Price, el sistema de coordenadas de paralelogramo del Index C100 ofrece ventajas de eficiencia adicionales porque las mediciones y el movimiento se pueden programar en función de puntos de referencia numéricos reales en lugar de puntos arbitrarios en el espacio. “En el índice, cada coordenada del espacio de la máquina, cada compensación, cada medida que se usa para definir cómo funciona la máquina tiene una explicación legítima de por qué es lo que es y con qué se relaciona”, dice Price. “Esto hace que sea mucho más fácil automatizar estas mediciones. En el pasado, medimos manualmente porque había puntos arbitrarios. En el Índice, son puntos definidos, literales”, dice.

Con el Siemens 840D manejando la máquina Index, TFT experimentó tiempos de configuración reducidos. La mayor velocidad de indexación de las torretas contribuyó a una reducción del 80 % en los tiempos de configuración en comparación con los de otras máquinas de TFT.

Además de una programación más sencilla y configuraciones más rápidas, Price dice que el control de Siemens permite a los maquinistas controlar y capitalizar de manera más eficiente el potencial de producción de la máquina. Por ejemplo, el control les permite tomar muchos atajos. “Hay un método de presentar mensajes al operador que no estaba presente en el otro control”, dice. “Están sucediendo tantas cosas en la máquina, es difícil capturar toda esa información en una sola pantalla, pero el control lo ayuda a realizar un seguimiento de lo que está haciendo todo. Es realmente fácil entrar en más detalles sin tener que pasar por muchas páginas”, dice.

Como otro ejemplo de la eficiencia operativa del CNC, el Sr. Price señala la forma en que el control gestiona los mensajes de error. “La máquina quiere ver que existen varias condiciones antes de comenzar un ciclo”, dice. Por ejemplo, los mandriles deben estar cerrados y el pórtico y el subhusillo deben estar en una posición segura. Si no se cumplen esas condiciones, el control guía a los operadores a través de los cambios necesarios para iniciar el ciclo.

La carga de herramientas fue otra gran área de mejora, dice Price. Esencialmente, el programador le dice al control qué herramientas se usarán para el trabajo ingresando un miniprograma, dice. Durante la configuración, el control presenta las estaciones en la torreta y le dice al operador qué herramientas deben colocarse y retirarse. “Este proceso guiado ha sido una gran desviación de lo que tradicionalmente hemos tratado. Realmente acelera el tiempo de configuración”, dice Price.

La nueva máquina herramienta y CNC han ayudado al Sr. McMillian a ver los números desde una perspectiva diferente. Por ejemplo, existen costos iniciales y continuos para construir una tienda, desde colocar un techo y piso hasta calefacción y aire acondicionado. Todos estos costos equivalen a mucho por hora, dice. Al considerar invertir en una nueva máquina, comenzó a observar la diferencia entre comprar una máquina de $600 000 versus una máquina de $300 000 durante 10 años y se dio cuenta de que la diferencia era de solo $8 por hora. “Por $8 dólares más por hora, obtenemos el triple de producción con los mismos pies cuadrados”, dice.