Llevando CNC Multis a un nuevo nivel

Una visita a EMO debería estar en la parte superior de la lista de cualquier persona para ver lo último en tecnología de mecanizado. Es una gran feria comercial de fabricación, celebrada por última vez en septiembre de 2017 en Hannover, Alemania. Para las máquinas de producción de múltiples husillos, el pabellón 17, que está dedicado a las máquinas herramienta de múltiples husillos, era una visita obligada para todos los entusiastas de la tecnología de mecanizado de producción, incluidos los periodistas de todo el mundo.

Me tomé el tiempo suficiente para explorar esta enorme sala y me detuve en el stand de Schütte, donde se producían piezas giratorias torneadas complejas mediante corte en seco en la última incorporación de la empresa a su cartera de máquinas, la AC10-36 multi. La nueva máquina ofrece ocho husillos para una mayor productividad en piezas de hasta 40 mm de diámetro. Me llamó la atención, no por su alta complejidad, sino por la velocidad con la que estaba produciendo piezas. En tres segundos, la pieza completa, incluidas las operaciones de mecanizado delanteras y traseras, salía de la máquina, terminada y lista para enviarse al cliente.

Ocho ejes lo hacen posible. El AC10-36 de Schütte ofrece ocho husillos y hasta dos contrahusillos para el trabajo posterior. “Para el mecanizado posterior, que puede ser un cuello de botella en la producción si son necesarias varias operaciones para terminar la pieza con el contrahusillo, el AC10-36 ofrece dos contrahusillos que pueden trabajar simultáneamente en dos piezas de trabajo, explica el gerente de marketing de Schütte, Wilfried Rupp. . “Si la decisión es ejecutar doble backworking, tenemos la solución. Hay ocho posiciones de deslizamiento cruzado disponibles, cada una con la posibilidad de tener múltiples herramientas. Dos de los ocho carros transversales se pueden mecanizar para trabajar en las posiciones del husillo principal o en los contrahusillos para dar un trabajo posterior simultáneo. Cuando se completan las operaciones de trabajo frontal, ambos contrahusillos toman una parte cada uno de las posiciones siete y ocho y se completan dos partes simultáneamente.

Y ese es el secreto detrás del tiempo de ciclo de 3 segundos para la pieza que se muestra en el stand de la empresa. Después de varias operaciones de mecanizado en los husillos principales, incluido el torneado de los diámetros interior y exterior, torneado de perfiles, ranurado y taladrado, la pieza se transfiere a los contrahusillos para las operaciones de mecanizado trasero.

La alta tecnología se encuentra con el diseño tradicional

Si bien la tecnología de ocho husillos no es nada nuevo, Schütte ha estado ofreciendo ocho husillos en sus máquinas multihusillo de las series G y PC durante muchos años. La máquina ACX, que ahora está disponible en todo el mundo, es el resultado de los desarrollos continuos de los tornos automáticos multihusillos y de seis husillos CNC Generation SCX de la compañía, presentados en 2006. Para obtener más información, visité la sede de Schütte en Colonia, Alemania, para experimente la máquina en producción de primera mano.

Fundada en 1880, la empresa familiar produce tornos automáticos de varios husillos desde 1937 en adelante. En 1940, se construye la primera máquina automática multihusillo con deslizamiento longitudinal controlado de forma independiente, un principio que más tarde se conocerá como el "Diseño Schütte". El Schütte Design incluye una disposición dividida de las unidades de mecanizado para el mecanizado longitudinal y transversal en dos soportes de máquina, explica nuestro anfitrión, el Sr. Rupp. El husillo y el cabezal de accionamiento están montados sobre una base de máquina de compuesto de fundición mineral resistente a la torsión y las vibraciones y conectados por una robusta viga de soporte longitudinal. Esto crea un marco de bucle cerrado que garantiza una distribución óptima de la fuerza y ​​un alto grado de rigidez. Este diseño proporciona a la máquina un alto nivel de estabilidad, lo que se refleja sobre todo en una alta capacidad de arranque de material.

Otra característica de las máquinas automáticas multihusillo de Schütte es el 'Schütte-Block'. "Esto le da a nuestros carros longitudinales un alto grado de precisión y longevidad y hace posibles operaciones de perforación sofisticadas". A menudo, los clientes que no están muy familiarizados con nuestras máquinas, por ejemplo, los de China, preguntan por qué la empresa eligió este diseño en particular. La respuesta es que se trata de un diseño tradicional y probado que brinda a las máquinas Schütte una precisión sin igual y es muy valorado por los clientes, dice el Sr. Rupp.

Con el paso del tiempo, la producción industrial reflejó la necesidad de piezas de trabajo más complejas en lotes más pequeños, ciclos de vida más cortos y un entorno altamente competitivo. Estas necesidades llevaron a la empresa a desarrollar la serie SCX de máquinas multihusillo CNC de seis husillos. En la serie de máquinas SCX, todo lo que no está directamente relacionado con la producción de la pieza se ha eliminado del área de mecanizado. No hay refrigerante, líneas de lubricación ni cables dentro de la zona de trabajo para recoger las virutas. Además, los carros transversales y longitudinales están equipados con unidades de herramientas estándar, cada una con la capacidad de sostener múltiples herramientas. Estas unidades intercambiables pueden incluir unidades para torneado, taladrado, fresado, tallado de engranajes, torneado esférico y poligonal o cualquier otra necesidad fija o motorizada.

¿Por qué se han tardado 10 años en lanzar al mercado una variante de ocho husillos de la exitosa serie SCX de tornos multihusillos automáticos CNC de la empresa? El Sr. Rupp explica lo siguiente:“Una máquina de ocho husillos es mucho más compleja que una máquina de seis husillos. Tiene que programar y controlar hasta 85 ejes, lo que solo es posible utilizando una NCU triple en la serie Siemens 840D Solution Line. Al mismo tiempo, debe ofrecer la misma interfaz de operador fácil de usar a la que están acostumbrados nuestros clientes”.

La configuración, operación y programación de las máquinas CNC ACX se realizan con la ayuda de la interfaz de usuario SICS desarrollada por Schütte. Está perfectamente adaptado a la gama de funciones del ACX automático multihusillo. SICS proporciona a los operadores los respectivos menús operativos y de entrada predefinidos para sus tareas. La coordinación y distribución de los datos a los sistemas y canales de control individuales se ejecutan en segundo plano y no son visibles para el usuario.

El material se suele suministrar a la máquina ACX en forma de barra con un diámetro de hasta 42 mm. Como alternativa al material en barra, es posible un suministro automatizado de piezas brutas o semielaboradas a través de dispositivos de alimentación individuales. Las piezas acabadas salen de la máquina en función de las necesidades del cliente a través de una tolva, transportador de descarga o se depositan de forma orientada en palets. Las estaciones de limpieza y medición pueden configurarse de acuerdo con los requisitos de la pieza de trabajo respectiva e integrarse en el sistema de manejo de piezas terminadas.

La ventaja de los ocho husillos

Las máquinas ACX están diseñadas para un mecanizado completo:la parte delantera y trasera de la pieza de trabajo se completan en un solo ciclo. De importancia decisiva es el posible trabajo simultáneo de ocho husillos principales y hasta dos contrahusillos, explica el Sr. Rupp. Todos los husillos están equipados con accionamientos directos refrigerados por líquido, lo que reduce al mínimo el crecimiento térmico en el soporte del husillo, lo que permite seleccionar libremente las velocidades del husillo de forma independiente entre sí. Con un par de 85 Nm, presentan un dinamismo y una tracción especialmente elevados.

La máquina se puede operar como una máquina de ocho husillos para piezas complicadas que requieren un mecanizado extenso, o como una máquina doble de cuatro husillos, donde en realidad funciona como dos máquinas que trabajan juntas simultáneamente en una sola plataforma. Cada segundo, una estación de herramientas siempre tiene acceso simultáneo a las mismas herramientas. Como resultado del mecanizado doble de cuatro husillos, la máquina produce dos piezas terminadas por rotación del tambor. En el mecanizado de la parte trasera doble, hay ocho posiciones de husillo disponibles para el mecanizado frontal de la pieza de trabajo y dos posiciones de husillo para el mecanizado de la parte trasera, y todas funcionan simultáneamente.

Se pueden lograr mayores aumentos de productividad con carros adicionales disponibles opcionalmente en las posiciones siete y ocho en la posición de tronzado. “Esta función permite al usuario implementar una operación de mecanizado posterior adicional, así como una separación previa simultánea de una pieza de trabajo de seguimiento durante el mecanizado de la pieza de trabajo posterior”, dice el Sr. Rupp.

Unidades de Mecanizado

La construcción básica del AC10-36 sigue el concepto clásico de la transmisión automática controlada por leva, donde ocho husillos indexan en un tambor de husillo fabricado con precisión que está bloqueado con gran repetibilidad por un robusto acoplamiento Hirth. Los carros transversales para el mecanizado de OD permiten el mecanizado en los ejes X, Z e Y en las posiciones uno a ocho. La corredera del eje X se mueve radialmente hacia la línea central del husillo en guías lineales. El movimiento del eje Z utiliza un diseño de pluma hidrostático que viaja paralelo a la línea central del husillo y pasa a través del soporte del eje X a 90 grados. Ambos ejes son accionados electromecánicamente. Usando la interpolación, estos permiten el movimiento de contorno X-Z en las ocho estaciones.

Las torretas modulares de herramientas de deslizamiento transversal pueden llevar una o más herramientas al corte en cualquiera de las ocho estaciones, multiplicando potencialmente la cantidad de herramientas que se pueden usar en cualquier estación determinada. Esta flexibilidad permite realizar múltiples operaciones en una sola estación o brinda la opción de tener herramientas redundantes para una operación desatendida.

Todos y cada uno de los carros transversales también pueden proporcionar capacidad de mecanizado en el eje Y. Además de su movimiento lineal, el eje Z puede disponerse para girar. Este movimiento permite colocar una segunda o tercera herramienta o más herramientas sobre la pieza de trabajo. También permite el fresado en el eje Y por interpolación entre el eje X lineal y el eje C rotativo.

El acoplamiento Hirth se utiliza para aceptar torretas de diversas configuraciones que transportan herramientas de corte utilizadas para una estación determinada. Al igual que en la serie SCX, las torretas estándar ACX incluyen dispositivos para taladrado (descentrado), taladrado profundo, roscado, taladrado angular, taladrado transversal, fresado de contornos, tallado de engranajes y torneado multifilo, torneado esférico y poligonal (transversal) así como carros transversales (mecanizado de extremos) para herramientas motorizadas y estacionarias. Esencialmente importante:todas las unidades se pueden usar independientemente unas de otras en cada posición del husillo.

La conexión estándar permite colocar cualquier torreta en cualquier carro transversal. Este diseño modular es adecuado tanto para herramientas estacionarias como accionadas. Para las herramientas accionadas, se monta un motor integral en la caña del eje Z y genera 8500 rpm. Las líneas de refrigerante también se enrutan a través de la canilla, lo que mantiene despejada la zona de trabajo. A través de la herramienta hay disponible refrigerante de hasta 100 bares.

Las torretas de deslizamiento transversal y longitudinal utilizan portaherramientas de corte HSK o Capto para una sujeción sólida y un cambio rápido. Las interfaces de herramientas de corte estándar y precisas fomentan el uso de preconfiguradores de herramientas fuera de línea para acelerar los cambios de herramienta en la máquina.

Área de mecanizado de libre acceso

Para adaptarse al cambio, todo lo que no estuviera directamente relacionado con el mecanizado de piezas se eliminó del área de trabajo de la máquina. El área de corte cerrada no contiene componentes de transmisión ni guías, ni líneas de lubricación o refrigerante, ni cableado. Es una zona de trabajo limpia que facilita mejor el acceso para el cambio rápido de herramientas y permite una buena eliminación de virutas. La zona de trabajo abierta y limpia también brinda al usuario la libertad de agregar o eliminar varias configuraciones de mecanizado.

“En caso de acumulación de virutas, no hay obstrucciones en el área de remoción de material debido a correderas, accesorios de transmisión, cables o líneas”, explica el Sr. Rupp. “Ya no existe el riesgo de daño o destrucción de cables o mangueras por virutas calientes o durante la configuración de la máquina. Los nidos de patatas fritas también son cosa del pasado. Esto mejora claramente la fiabilidad y disponibilidad de los accesorios y reduce significativamente los tiempos improductivos necesarios para eliminar las virutas y los nidos de virutas. Para muchos talleres, esto es invaluable porque solo se puede lograr una operación automática confiable si se resuelve el problema de la descarga de virutas. Y todo ello sabiendo que cada vez se utilizan más materiales difíciles de mecanizar. Esto no solo es un verdadero desafío con respecto a la capacidad de la máquina, sino también con respecto a las virutas, que a menudo son largas y, por lo tanto, difíciles de descargar. La disposición de los sistemas de accionamiento y guía fuera del área de mecanizado también previene eficazmente la contaminación de estos elementos críticos y, por lo tanto, elimina el peligro de un desgaste prematuro”.

La serie ACX de Schütte está disponible para su distribución en todo el mundo. Su diseño de ocho husillos satisface las necesidades de producción flexible, de menor volumen y mayor mezcla que se encuentran cada vez más en los talleres de metalurgia. Además, el husillo de ocho también satisface las necesidades de producción de alto volumen utilizando sus capacidades de mecanizado adicionales para piezas complejas.