Impulsa la Eficiencia de Producción: 5 Ventajas Clave de los Centros de Mecanizado CNC

En fabricación de producción, la eficiencia es el rey. Cualquier oportunidad para reducir el tiempo de producción recibe atención inmediata.

Las máquinas CNC son una herramienta importante para automatizar la producción de piezas mecánicas para aumentar el rendimiento manteniendo calidad consistente. Los centros de mecanizado CNC juegan un papel crítico en la eficiencia de un taller.

Este artículo explica cinco grandes ventajas de los centros de mecanizado CNC y comparte algunas ideas experimentadas de un líder en mecanizado CNC.

1. Rendimiento

Velocidad. Gran parte de lo que impulsa la eficiencia es la velocidad. Las altas velocidades reducen las tareas de tiempo de ciclo de máquinas CNC. Un ejemplo es mover el husillo a posición de inicio para cambiar herramientas y luego posicionar la herramienta de corte precisamente donde necesita estar antes de cortar.

¿Qué tan rápidas son las máquinas CNC? Las tasas máximas de avance y rápidas pueden exceder 2.300 pulgadas por minuto (ipm), lo que es más rápido que tres pies por segundo.

Dependiendo de varios factores (material de pieza, herramienta, trayectoria, profundidad de corte), los avances de corte pueden exceder 300 ipm, una estimación para fresado de cara de aluminio. Además, todas las funciones se hacen — incluyendo la máquina localizando repetidamente todas las características — dentro de una fracción de milímetro.

Precisión. Cuando una pieza de trabajo necesita alcanzar metas de tolerancia ajustada, el mecanizado de precisión es a menudo la respuesta. Las máquinas CNC, debido a su diseño y construcción, pueden cortar tan precisamente como 0,001". Eso es literalmente dividir un cabello. Además, como se mencionó, se logra a velocidades increíbles.

Repetibilidad. Funcionando desde un programa informático que controla el proceso de mecanizado con consistencia y precisión, una máquina CNC repite fiablemente todos los pasos. En cuanto a operaciones diarias, los problemas de repetibilidad más a menudo involucran la rigidez de la pieza y sujeción de trabajo o el desgaste del utillaje, no típicamente el rendimiento de la máquina.

2. Flexibilidad

Programable. La operación básica del mecanizado CNC es clara: la máquina se programa para procesar la pieza usando diferentes herramientas. Los ingenieros a menudo usan una herramienta de software de diseño y fabricación asistidos por ordenador 3D visual (CAD/CAM) que genera G-code, que corre en la máquina CNC. Los programas se descargan a, y se envían de vuelta desde, una máquina CNC remotamente por ingenieros o el equipo de producción.

Adaptable por Configuración. La configuración es el proceso de cambiar una máquina CNC para ejecutar una nueva pieza. Los utillajes, que sujetan piezas en la máquina para procesar, se diseñan para cada pieza y son intercambiables. También intercambiables, las herramientas de corte se seleccionan para producir óptimamente cada pieza. Así, al inicio de un nuevo trabajo, herramientas, utillajes y programas se cambian, haciendo las máquinas CNC flexibles para producir diferentes piezas. Flexibilidad adicional se realiza teniendo múltiples máquinas del mismo tipo, con cualquiera de ellas teniendo la capacidad de ejecutar una pieza dada.

Tipos y Tamaños. Las máquinas CNC vienen en diferentes tipos — un torno gira la pieza con un cortador fijo (genial para piezas cilíndricas) mientras una fresadora rota una herramienta para cortar. Mientras las máquinas CNC y palets (donde se sienta el utillaje) son pequeños o grandes, son muy similares en cuanto a programación y operaciones. Típicamente hay una máquina de mejor encaje para piezas que van de pequeñas a grandes.

3. Automatización

Cambiadores Automáticos. Una máquina CNC cambia herramientas usando un cambiador automático de herramientas (ATC). Con el programa controlando utillaje y procesos, la máquina empieza las características de corte con una fresa de cara y, cuando termina con esta herramienta, cambia automáticamente a otra, similar a un taladro manual.

Muchas máquinas CNC incluyen dos palets que se intercambian con un cambiador automático de palets (APC). Un palet es accesible por el operador (para carga, descarga, procesado, etc.) mientras el otro está en la zona de corte. Esto mejora la utilización del husillo, ya que la máquina corta mientras el operador procesa, descarga y carga piezas.

Utillajes Hidráulicos. Los sistemas hidráulicos a menudo se incorporan para sujetar, des-sujetar y soportar la pieza. Las piezas se sujetan — en la misma secuencia exacta a la misma presión — con solo pulsar un botón. Estos utillajes mejoran repetibilidad, consistencia y eficiencia de carga… todo muy necesario en mecanizado de producción.

Características de Tiempo de Actividad. El desperdicio de material (generalmente en forma de virutas y astillas) se elimina automáticamente por una cinta transportadora, y el refrigerante se separa para reutilización. La máquina CNC también rastrea desgaste y uso de herramienta, con el monitor de herramienta alertando a un operador CNC cuando una herramienta debería reemplazarse. El tiempo de actividad aumenta manteniéndose por delante de problemas y corriendo hasta la vida esperada de la herramienta.

Estandarizando Configuraciones. El proceso de configuración CNC puede formalizarse para producir cambios manuales consistentes. Una lista de verificación de configuración define cada paso, cubriendo utillajes, programas, herramientas y primer artículo. Aunque no "automatizado", formalizar el proceso manual asegura consistencia.

4. Adaptabilidad

Capacidad de Herramientas. La capacidad de herramientas estándar es típicamente alrededor de 20 a 60 herramientas, dependiendo del tipo de máquina CNC, pero esto puede ser 100, 200 o más si la pieza es compleja. Una gran matriz de herramientas (240+ herramientas) también se usa cuando se ejecutan múltiples piezas con características variables, lo que elimina la necesidad de cambiar herramientas.

Automatización de Palets. Un sistema de piscina de palets mueve palets dentro y fuera de una máquina CNC, permitiendo que múltiples piezas/palets se ejecuten mientras se elimina la repetición de configuración manual. Cada pieza puede configurarse manualmente una vez y luego cambiarse autónomamente.

Diferentes Husillos. Hay husillos de alto par beneficiosos para cortar hierro y materiales duros y husillos de alta velocidad que proporcionan máximas tasas de remoción de material y mejores acabados superficiales. Emparejar el husillo a la necesidad es crítico para maximizar eficiencia.

Sensores de Rotura de Herramienta. Para mantener control de calidad y prevenir defectos de producción no detectados, sensores tocan la herramienta para medir y verificar longitud. ¿Demasiado corta? La herramienta probablemente está rota. Por su capacidad para detectar fallos de herramienta, estos sensores pueden ser estándar en centros de mecanizado CNC horizontales.

Refrigerante de Alta Presión. Usado en máquinas para ejecutar ciertas herramientas, el refrigerante de alta presión ayuda a crear corte consistente eliminando virutas, o desperdicio, de una pieza.

Gantries y Robots. Para automatizar aún más el procesado de piezas, equipamiento adicional puede añadirse a una máquina CNC. Gantries y robots pueden interconectarse para levantar, cargar, descargar y procesar piezas adicionalmente, incluyendo mover piezas de utillajes CNC hacia y desde contenedores o cintas transportadoras.

Tastado/Sondado. Usado en configuración y también durante producción de pieza para verificar la pieza, las sondas también ayudan al programa de corte a compensarse contra la medición de la sonda. Por ejemplo, si las tolerancias de mecanizado son difíciles de controlar solo desde una sujeción de trabajo, una característica de fundición puede encontrarse precisamente mediante tastado.

5. Base de Suministro

Legado y Evolución. Las máquinas CNC son conocidas por su fiabilidad, funcionando dos décadas o más sin problemas mayores. La tecnología actual impulsa innovación, con proveedores introduciendo regularmente nuevas características de máquinas y añadiendo más monitorización de máquinas y diagnósticos remotos.

Competencia de Mercado. Dentro de un mercado altamente competitivo, los fabricantes de máquinas CNC se empujan mutuamente a seguir mejorando y añadiendo características mientras mantienen costes bajos.

Asociaciones de Fabricación. Los talleres CNC suelen desarrollar fuertes asociaciones con proveedores, quienes conocen las necesidades centrales y modelos de negocio de los talleres. Cuando surgen demandas de automatización o personalización de máquinas, los proveedores a menudo están listos para ofrecer soluciones, ayudando a los talleres a crecer para servir mejor las necesidades de clientes.

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Sobre el Autor

Matt lidera el equipo de Recursos Humanos y Marketing de SMC. Ha trabajado en Stecker Machine en proyectos que abarcan fabricación CNC, robótica, marketing entrante y liderazgo. Disfruta aplicando su formación en ingeniería a cualquier reto empresarial.