Tecnología de mecanizado de precisión que hace avanzar a los talleres

El torno multihusillo Index MS32-6 presenta la nueva plataforma de deslizamiento de herramientas de la compañía que utiliza una interfaz de dentado en W y un sistema de sujeción rápida para permitir cambios rápidos.

Mi columna "Chasing Threads" aquí expone el razonamiento de este artículo. En resumen, mientras que el International Manufacturing Technology Show (IMTS) físico no se llevará a cabo este mes, los proveedores de software y equipos se han estado preparando para presentar nuevas ofertas en esta época que pueden ayudar a las tiendas como la suya a tener operaciones más eficientes y efectivas.

Es por eso que contacté a varios proveedores de nuestra industria de mecanizado de precisión que apoyan la feria para conocer las tendencias que han detectado y cómo su nueva tecnología está diseñada para enfrentar los desafíos que presentan esas tendencias. Las dos tendencias que surgieron más claramente después de mis conversaciones con muchos de ellos fueron que la automatización es más que robótica y que los equipos de mecanizado de producción de alto volumen se están volviendo más flexibles. En ese sentido, lo que sigue son fragmentos que presentan tecnología que puede permitir que las tiendas se destaquen a medida que configuran sus negocios para satisfacer mejor las necesidades de los clientes.

La automatización del taller viene en varias formas

Cuando algunos escuchan la palabra "automatización" en el contexto de su función en un entorno de taller mecánico, inmediatamente les viene a la mente un robot. Ciertamente, los robots de mantenimiento de máquinas son cada vez más frecuentes en las tiendas. Y el valor de dicha producción automatizada ha sido particularmente evidente ya que las tiendas se han enfrentado a desafíos de recursos humanos como resultado de COVID-19. No es sorprendente que a los fabricantes de máquinas-herramienta se les pregunte cada vez más acerca de las opciones de automatización que están disponibles con sus equipos.

Esto incluye Marubeni Citizen-Cincom. Sus tipos Citizen Swiss pueden equiparse con unidades de eyección por vacío, eyección de alambre y carga/descarga de palets para el manejo automatizado de piezas. Los sistemas de vacío expulsan piezas desde el subhusillo hacia un extractor de vacío, que se recogen en una bandeja o carrusel externo. Muy adecuados para aplicaciones médicas, los sistemas de expulsión de cables están diseñados para expulsar piezas largas y delicadas e incluyen una bandeja o mesa de recogida de piezas. Los sistemas de paletización permiten la recolección en proceso y el muestreo de componentes, mientras que se puede acceder a una unidad de bandeja de almacenamiento de transporte durante el proceso de mecanizado para descargar los componentes completos. También es posible cargar material automáticamente en el eje de la máquina.

Marubeni Citizen-Cincom ahora ofrece eje B capacidad de cambio automático de herramientas para sus L20XII ATC Swiss-types que pueden acomodar 13 herramientas.

La compañía ahora también ofrece la capacidad de cambio de herramientas automatizado para sus tipos suizos ATC L20XII del eje B (como se muestra en el video a continuación). Las herramientas se montan en el poste de herramientas múltiple y pueden acomodar 13 herramientas del eje B de mecanizado frontal (12 de las cuales se almacenan en el ATC). Las herramientas ATC se pueden utilizar junto con herramientas de torneado existentes y herramientas rotativas de mecanizado cruzado. Se pueden preestablecer fuera de línea para configuraciones rápidas, al tiempo que permiten el mecanizado completo de geometría compleja como es común en los implantes médicos.

Los alimentadores de barras de revistas son herramientas de automatización de fácil implementación. Por ejemplo, el nuevo Edge Patriot 880 de Edge Technologies (para diámetros que van de 8 a 80 mm y disponible en versiones de 6 y 12 pies) presenta canales de guía de cambio rápido y una luneta de rodillos ajustable. La compañía dice que satisface la necesidad del mercado de una solución robusta y asequible para barras de gran diámetro. Se dice que la versión de 6 pies beneficia a los usuarios que desean más funcionalidad que un cargador corto convencional al poder alimentar barras de 6 pies con retracción remanente.

La programación CAM también se puede automatizar, y DP Technology ha estado perfeccionando su motor de inteligencia artificial (IA) para permitirlo. El objetivo es "construir inteligencia" e integrar las mejores prácticas de programación utilizando una base de datos de información que los programadores experimentados han perfeccionado con el tiempo.

La última versión del software Esprit de DP incluye funciones como Machine Swap, que aprovecha el concepto de gemelo digital mediante el cual se crea una réplica digital de la totalidad de una operación de mecanizado en un entorno virtual. La compañía dice que esta capacidad es buena para los talleres que tienen muchos tipos de máquinas diferentes. Por ejemplo, se dice que se podría crear un programa de pieza creado para una VMC para ejecutar el trabajo en una HMC, con el motor de IA generando automáticamente el nuevo código porque conoce la cinemática de la HMC. De manera similar, con la función Enlace automático, el motor de IA puede crear el enlace óptimo y seguro de las operaciones de corte, ajustando los movimientos a medida que se retira el material de la pieza de trabajo y las distancias de espacio libre de la herramienta cambian para acelerar los tiempos de ciclo.

Esprit utiliza un motor de inteligencia artificial como medio para "construir inteligencia" en la programación CAM para una gama de máquinas herramienta, incluidos los tipos suizos. La creación de gemelos digitales precisos de máquinas reales con datos de la cinemática de la máquina también es una parte clave de esto.

Sin embargo, la empresa también trabaja en estrecha colaboración con los fabricantes y distribuidores de máquinas-herramienta para que se puedan desarrollar posprocesadores que no requieran la edición manual del código. Dice que esto puede ser igualmente un gran ahorro de tiempo para los programadores.

Star CNC dice que con el mecanizado desatendido que continúa evolucionando, surge una mayor necesidad de monitoreo de procesos y análisis predictivo para respaldar la operación ligera o totalmente desatendida. Se dice que su nuevo software SMOOSS-i permite el monitoreo remoto a través de la recopilación de datos en vivo, así como el estado actualizado al minuto de la finalización del trabajo. Otras características del software pueden ayudar a anticipar la atención requerida del operador en función de la vida útil y el estado de la herramienta, la materia prima restante disponible y el estado actual de la máquina. Esto ayuda a determinar mejor cuándo se requiere que un operador esté en una máquina en particular para administrar mejor su tiempo y presencia. Dadas las recomendaciones actuales de distanciamiento social debido al COVID-19, esto también puede minimizar la cantidad de personas que se reúnen en cualquier área.

La serie de detectores de SPC Innovations presenta un diseño que se dice que ofrece una fácil calibración y configuración de varios sensores basados ​​en una pieza específica al tiempo que permite que el sistema se instale en otras máquinas.

De manera similar, para establecer la confianza en los procesos de mecanizado desatendidos, las piezas deben medirse regularmente para el control dimensional y las herramientas también para detectar desgaste y roturas. SPC Innovations ofrece ahora su sistema de medición de piezas y herramientas rotas Detector en la máquina. El sistema consta de una pantalla táctil industrial universal que se puede usar para programar y monitorear sensores de contacto electrónicos de tipo varilla con codificadores que están configurados para la presencia de herramientas/piezas o para la medición de piezas. La medición de la pieza en proceso de los atributos críticos de la pieza permite cambios automáticos en las compensaciones de la herramienta para compensar el desgaste de la herramienta. También puede rechazar automáticamente las piezas que se encuentren defectuosas debido a una anomalía, como un error de carga.

El nuevo sistema admite hasta 16 sensores. La propia capacidad de manejo de materiales de la máquina se puede usar para mover una pieza a un sensor o se puede crear un carro transversal para llevar un sensor a una pieza para medir su diámetro, longitud y más. Se dice que el diseño modular ofrece una fácil calibración y configuración de varios sensores basados ​​en una pieza específica y permite que el sistema se instale en otras máquinas. Además, dicha inspección automática en la máquina puede eliminar una cantidad significativa de clasificación y medición manual de piezas, y el contacto físico con las piezas.

El equipo de producción puede ser flexible

Las máquinas transfer son opciones bien conocidas para trabajos de mecanizado de gran volumen. Sin embargo, constructores como Gnutti también están diseñando sus máquinas teniendo en cuenta la flexibilidad. Por ejemplo, su máquina Piccola procesa bobinas de hasta 13 mm de diámetro. El mecanizado a partir de bobinas elimina la necesidad de cambiar a nuevos tamaños de material en barra y permite a los talleres realizar un alto uso de material ya que no hay remanente de material en barra. Pero, además, la máquina Piccola tiene un nuevo sistema de cambio de herramientas de múltiples estaciones que puede acomodar hasta seis herramientas. Esto ofrece versatilidad para ejecutar diferentes trabajos o tener herramientas redundantes para trabajos de larga duración.

Hwacheon dice que está viendo un mayor interés en la automatización soluciones para piezas de alta complejidad como las producidas en su máquina de cinco ejes D2-5AX. Este cambiador automático de piezas de trabajo que se puede instalar en una máquina de este tipo está disponible en modelos de ocho o 20 estaciones y puede acomodar piezas con un diámetro máximo de 300 mm y un peso de 80 kg.

Con su plataforma de transferencia rotativa MultiX, Mikron dice que ha puesto énfasis en su configurabilidad, escalabilidad y flexibilidad. Estas máquinas ofrecen verdaderas capacidades de torneado y la posibilidad de tener hasta tres herramientas en el corte en una estación (una máquina puede tener de 4 a 24 estaciones). Todas las unidades de mecanizado estándar son intercambiables y reposicionables con mucha precisión. Por lo tanto, una máquina configurada para un trabajo puede reconfigurarse para otro trabajo intercambiando unidades de mecanizado. Además, hay diferentes portaherramientas disponibles y se pueden montar varias herramientas en cada unidad.

El concepto PortaCenter de Porta también se desarrolló para satisfacer las necesidades de una producción de alta mezcla, ya que la empresa dice que el volumen total de piezas necesarias sigue aumentando, pero el tamaño de los lotes se está reduciendo. Estos modelos de máquinas estándar tienen tres estaciones de mecanizado de 4 ejes y una estación de carga/descarga y ofrecen, en una sola unidad, una alternativa a los múltiples centros de mecanizado horizontal (HMC) convencionales de 4 ejes. Se dice que esto reduce los costos relacionados con la instalación, las herramientas, la mano de obra, el espacio de piso, la inspección y los servicios públicos, al tiempo que proporciona cambios rápidos a nuevos trabajos. De hecho, la compañía dice que los ejes A y U adicionales de PortaCenter le permiten mecanizar piezas en una configuración que un HMC convencional no puede. El modelo PortaCenter ISO40 estándar ofrece un área de trabajo de 10", mientras que la compañía también ofrece su modelo ISO50, que tiene un área de trabajo de 20" para acomodar piezas más grandes.

Una alternativa cuando el tamaño de la barra de material comienza a empujar un Con la capacidad de tipo suizo, este Doosan Puma TT-1300SYYB con torretas gemelas, cada una con movimiento en el eje Y, puede acercarse a los husillos principal y secundario por separado o simultáneamente.

Los talleres familiarizados con los tipos suizos también tienen que elegir cuando los trabajos comienzan a empujar o exceder la capacidad de material en barra de esas máquinas. Doosan dice que su nuevo modelo Puma TT-1300SYYB ofrece la productividad, precisión y flexibilidad para piezas que se pueden producir a partir de barras de 2 pulgadas. Esta máquina tiene torretas gemelas, cada una con movimiento en el eje Y, que pueden acercarse a los husillos principal y secundario por separado o simultáneamente, este último para operaciones como el torneado en pinza.

Para piezas más pequeñas, Index ahora ofrece su nuevo torno multihusillo MS32-6 (que se muestra en la parte superior de esta página), que se dice que abre la opción de la tecnología multihusillo a una gama más amplia de talleres. Esta máquina incluye la nueva plataforma de deslizamiento de herramientas de la empresa que utiliza una interfaz de dentado en W para permitir cambios rápidos con localización precisa. Además, se dice que un nuevo sistema de sujeción rápida facilita la introducción de herramientas que se han configurado fuera de línea. Index dice que la combinación de estas características puede reducir los tiempos de preparación en más de un 90 %, lo que permite a los talleres lograr la alta productividad por la que se conocen los multihusillos con versatilidad para ejecutar tamaños de lote más pequeños.

Tornos ofrece ahora sus máquinas SwissNano de tamaño reducido en un modelo más grande de 7 mm de diámetro.

Tornos también ha aumentado la flexibilidad de sus modelos SwissNano Swiss de tamaño reducido con su versión más grande de 7 mm de diámetro. Este modelo presenta la misma estabilidad térmica y diseño de cinemática de 6 ejes con husillo trasero montado en tres ejes lineales del modelo original de 4 mm, pero también tiene el doble de potencia de husillo (2,5 kW) para mecanizar materiales más exóticos. Además, se pueden instalar dos, tres o cuatro herramientas debajo del contrahusillo, lo que permite que la máquina realice operaciones en paralelo.

Horn ofrece la unidad lineal W&F con refrigerante integrado sistema de gestión para tipos suizos. Esta unidad tiene tuberías especialmente diseñadas que permiten al usuario hacer correr refrigerante a alta presión a los portaherramientas simplemente conectando dos líneas a los puertos de la unidad.

Las herramientas de cambio rápido también están disponibles para aumentar la flexibilidad de las máquinas herramienta de producción, como las de tipo suizo, para adaptarse más fácilmente a lotes más pequeños. Por ejemplo, Tsugami dice que ofrece portaherramientas estáticos y accionados que se pueden preajustar fuera de la máquina y cambiar en cuestión de segundos, lo que elimina la posibilidad de que el operador cometa un error al conectar las herramientas. Esto también puede reducir en gran medida la necesidad de operaciones secundarias y fomentar el uso de herramientas redundantes y mecanizado sin iluminación.

Horn se ha asociado con W&F Werkzeugtechnik para ofrecer la unidad lineal W&F con sistema de gestión de refrigerante integrado para tipos suizos para configuraciones más rápidas. Horn dice que, si bien esta oferta de cambio rápido no fue la primera en comercializarse, resuelve los desafíos de estabilidad inherentes a los estrictos requisitos del mecanizado suizo y aborda el estrecho espacio de trabajo, que de otro modo podría llevar a tiempo adicional para cambiar las herramientas.

Según la empresa, cambiar una herramienta por una de tipo suizo a menudo significa rectificar el filo y aplomar el portaherramientas si hay refrigeración interna. La alineación puede llevar mucho tiempo y, debido a que implica colocar la herramienta contra el diámetro exterior de una pieza, apretar demasiado el portaherramientas también puede astillar el borde de la herramienta de corte. En cambio, el sistema lineal de W&F es un bloque de montaje directo personalizado para reemplazar el bloque de herramientas de la máquina específica del usuario. El bloque tiene tuberías especialmente diseñadas que permiten al usuario utilizar refrigerante a alta presión simplemente conectando dos líneas a los puertos del bloque. El refrigerante se alimenta a través del bloque y de los tubos de refrigerante HSK a los portaherramientas, que se conectan a los puertos de plomería en la parte inferior de cada estación de herramientas.

Los puertos de plomería también proporcionan una distancia fija para establecer la posición de la herramienta de corte. Los puertos sirven como topes, ya que el portaherramientas se apoya contra ellos incluso cuando no hay refrigerante. Como se conoce la longitud del portaherramientas y el tope proporciona una posición exacta, el usuario puede establecer la posición de un filo sin necesidad de acertarla. Los cambios de herramienta son entonces una cuestión de sacar un portaherramientas, reemplazar el inserto y volver a enchufarlo.

Los cambios de herramientas para las fresadoras CNC no son tan problemáticos ya que tienen cambiadores automáticos de herramientas (ATC). Sin embargo, para los talleres que buscan utilizar husillos de alta velocidad para proporcionar las rpm que permitan que una máquina convencional realice microtrabajos, un mercado que, según NSK, está creciendo, puede ser necesaria la intervención del operador.

La sujeción de piezas de cambio rápido es cada vez más común para configuraciones de alta velocidad en entornos de producción de alta mezcla. Hainbuch ha agregado recientemente un módulo de dos mordazas para sus sistemas para permitir la sujeción de piezas cúbicas.

Según la empresa, las herramientas de diámetro pequeño suelen requerir velocidades de husillo de 15.000 rpm o más, velocidades que las máquinas convencionales a menudo no pueden alcanzar. Un tipo de husillo de alta velocidad, que se instala en el propio husillo de una máquina, es un modelo eléctrico. NSK dice que los husillos eléctricos tienen la ventaja de que interactúan de forma sencilla con el CNC de una máquina y ofrecen una larga vida útil, velocidad constante, alta precisión y buena repetibilidad. El inconveniente de los husillos eléctricos tradicionales es que, si bien pueden almacenarse en un bolsillo ATC, un operador debe detener la máquina para desconectar la señal eléctrica y la línea de aire neumática utilizada para enfriar y purgar antes de que el husillo pueda cargarse en el ATC. Los últimos modelos de la compañía son totalmente cambiables sin necesidad de conectar o desconectar manualmente esos elementos. Esto proporciona la flexibilidad para que una máquina de bajas revoluciones alcance las altas revoluciones necesarias para el micromecanizado cuando sea necesario. Los husillos eléctricos de NSK pueden alcanzar las 80 000 rpm.

Más en el horizonte (como siempre)

Este muestreo de tecnología es solo eso:un muestreo. Ningún artículo por sí solo puede abarcar tanto como para abarcar todo lo nuevo disponible para la industria del mecanizado de precisión. Como siempre, Mecanizado de producción continuará introduciendo nuevos equipos, software y conceptos útiles a medida que se desarrollen. También esperamos seguir profundizando en temas como los mencionados en este artículo, así como crear historias que describan cómo se está aplicando con éxito la tecnología avanzada en tiendas como la suya. Suscríbase para obtener su copia impresa.

Anatomía de un ocho husillos

Durante una visita a la sede alemana de Schütte no hace mucho, Production Machining conoció el ACX CNC multi de ocho husillos de la compañía, una variante de su Generation SCX CNC multi de seis husillos. Un desafío fue ofrecer una interfaz de operador intuitiva para una máquina que podía controlar hasta 85 ejes. Obtenga más información.