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Pasado, presente y futuro de la fabricación

A menudo pensamos en la fabricación en términos de las últimas tendencias y tecnologías. Sin embargo, debemos recordar que la fabricación se basa en capa tras capa de desarrollos y logros previos que han ampliado nuestro conocimiento del proceso de fabricación. Es posible que quienes utilizan las tecnologías de fabricación actuales no se den cuenta, pero las herramientas que utilizan son posibles gracias a las generaciones de desarrolladores de tecnología que les precedieron.

Con eso en mente, he estado pensando en algunas de las cosas con las que me he encontrado durante mi larga carrera en la fabricación. Es notable lo lejos que hemos llegado en la fabricación en los últimos 40 años. Las soluciones de fabricación de hoy no existían hace años, por lo que nuestro enfoque para resolver problemas era muy diferente entonces. Mientras revisaba algunas de las cosas que prometí reducir o eliminar en mi sótano, encontré una pieza de acero inoxidable que me recordó una experiencia importante que tuve hace muchos años.

A principios de la década de 1980, recién comenzaba el uso de computadoras pequeñas en los talleres mecánicos. Estaba decidido a unirme a quienes aplicaban las computadoras al proceso de fabricación. Esto fue antes de que estuvieran disponibles las computadoras personales de IBM; Convencí a mi esposa de que si podía comprar una computadora Apple ll+, podría ganar algo de dinero creando programas NC para propietarios de pequeños talleres mecánicos en mi área.

Después de obtener la computadora Apple, no tenía idea de cómo iba a hacer que mi predicción funcionara. En aquellos días, todas las computadoras pequeñas se usaban principalmente para juegos y contabilidad. Apenas había programas informáticos para la fabricación. Luego, en agosto de 1982, me encargaron escribir un programa de Carolina del Norte para el Instituto de Investigación Tecnológica de Illinois en Chicago.

Este programa iba a ser parte de una demostración de celda de trabajo para ejecutivos de GM, Ford y Chrysler. El plan era crear la célula y luego atraer a los ejecutivos para que fueran testigos de su funcionamiento después de asistir a la IMTS de 1982, también en Chicago. Escribiría cuatro programas para producir válvulas, incluyendo el vástago y la cabeza de cada una.

La celda constaba de un torno NC, una estación de endurecimiento por inducción, una estación de inspección (pasa/no pasa), un robot montado en el piso y una estación de limpieza. Hasta este momento, no había usado mi computadora para escribir ningún programa, incluidos los programas manuales de NC. Tampoco sabía cómo iba a entregar el programa terminado aparte de usar una copia impresa, y no tenía una impresora, que en ese momento era un elemento muy costoso (pude agregar una seis meses más tarde después de ahorrando hasta). Sin embargo, tenía dos disqueteras de 5¼" en mi sistema para poder guardar lo que escribía.

Este proyecto fue dirigido por el difunto Dr. Keith McKee y varios de sus colegas. Debo admitir que ellos estaban mucho más avanzados que yo en el uso de la computadora Apple. Habían manipulado una Apple como la mía pero con varias adiciones a los backplanes de la placa base. Crearon interruptores en las tarjetas que instalaron en los backplanes y pudieron controlar los interruptores de encendido y apagado en todas las máquinas de la celda. Además, dado que su computadora era como la mía, podía entregar disquetes por mi parte del contrato.

En ese momento, pensé que todos mis problemas estaban resueltos. Poco sabía lo que me esperaba. En ese momento, había pasado varios años en la fabricación, pero acababa de comenzar a escribir programas NC y solo en un tipo de máquina, un torno Cincinnati Cinturn. No se parecía en nada a la máquina que querían que yo programara:un torno Takasawa muy usado con un viejo control FANUC. El control de FANUC ocupaba tanta área como la máquina. Estaba muy lejos de los controles modernos que generalmente residen dentro del colgante de una máquina. Tan grande como era el control, solo podía ver un bloque de información a la vez. Puede imaginar lo largo y tedioso que sería solucionar un programa en esta máquina. Esto fue solo el comienzo de mis problemas de programación.

Rápidamente aprendí que no había ningún código G que pudiera emitir que pudiera crear una curva parabólica. Al principio, pensé que podría encadenar un montón de interpolaciones circulares que serían suficientes. No dados. Lo que descubrí fue que este viejo control FANUC no me permitía emitir sucesivas interpolaciones circulares. Aún así, pude completar los primeros tres programas después de muchas correcciones. La nariz de estas partes tenía curvas simples y respondía a los comandos del código G.

Fue la cuarta parte la que nos dio mayores quebraderos de cabeza. La curvatura de la cabeza en esta parte se parecía a una parábola. Mi enfoque fue hacer algunas pequeñas aproximaciones para la curva parabólica. Tal vez podría hacer posiciones alrededor de la curva a intervalos de 0,001" (0,0254 mm) que seguirían de cerca la curvatura. Oh, cómo anhelaba algún tipo de software que pudiera hacer estos cálculos por mí.

En ese momento, había un programa de software para computadoras Apple llamado VisiCalc. Sin embargo, era un programa de hoja de cálculo usado principalmente para contabilidad y fue el precursor de Lotus 123 y Microsoft Excel.

Nos estábamos quedando sin tiempo para completar el proyecto, y todavía no había podido producir un programa viable para la válvula con nariz parabólica. El antiguo control de FANUC se volvería loco cuando se encontrara con los arcos de código G. Desesperado, recurrí al software VisiCalc para resolver mi problema. Usando la fórmula para esta parábola, pude cargarla en una celda y replicar las posiciones X y Z. Esto resolvió mi problema y completamos el proyecto a tiempo.

Me preguntaba si el software CAM actual podría resolver mi problema de hace muchos años. Descubrí que el software Geopath tenía provisiones para formas, y una de ellas era una parábola. Revisé el plano de casi 40 años, conecté el punto focal y la longitud en el software y ¡listo! Devolvió la forma exacta en el plano. Cargué esta forma en Mastercam y creé un programa de inmediato.

Este revivir mi experiencia hace mucho tiempo me recuerda cuánto progreso hemos hecho desde entonces. Lo que antes me tomaba días hacer, ahora toma minutos.

A lo largo de mi carrera en la fabricación, he ocupado muchos puestos, incluidos maquinista, supervisor de NC, jefe de departamento y gerente de operaciones. Mi trabajo actual es como profesor titular de tecnología de fabricación en Richard J. Daley College en Chicago, donde abrimos un nuevo centro de tecnología de fabricación de $35 millones justo antes de la pandemia. El centro está repleto de modernos equipos y laboratorios de fabricación, mecanizado y soldadura. Aquí, ayudo a mis jóvenes estudiantes a aprender con equipos que difícilmente podrían haber soñado hace 40 años.

Pero ese equipo, y las nuevas habilidades de nuestros estudiantes, se basan en millones de proyectos de desarrollo como el que produjo mi válvula parabólica. La tecnología de fabricación tiene una rica historia en este país, una de la que todos podemos estar orgullosos.


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