Fabricación innovadora reduce tiempo de mecanizado 60% usando máquina CNC unificada

Innovative Manufacturing solía gastar diez minutos por pieza mecanizando carcasas de diferencial de hierro fundido para carritos de golf, pero ahora el tiempo total de mecanizado ha bajado a tres minutos, 45 segundos. Según el propietario y presidente de Innovative, Rob Sander, el salto de productividad vino cuando la empresa consolidó torneado, fresado, taladrado y escariado en una sola máquina herramienta. La búsqueda del Sr. Sander de un centro de torneado de alta eficiencia le llevó a considerar una variedad de tornos CNC de husillo único y múltiple, luego le llevó a IMTS, donde vio su primera demostración del centro de torneado multipropósito (MPC) Nighthawk (GBI Cincinnati, Cincinnati, Ohio).

Innovative tiene dos MPCs Nighthawk comprados, dice el Sr. Sander, por dos características particulares de la máquina: una torreta de herramientas de 12 estaciones incluyendo herramientas fijas y "vivas", tanto paralelas como perpendiculares al husillo; más, un cambiador automático de piezas de dos posiciones (AWC) incorporando dos platos o fijaciones. Un plato se carga y descarga seguramente desde una posición vertical fuera de la cámara de mecanizado, mientras el segundo plato —dentro de la cámara— está engaged en un proceso de mecanizado horizontal.

Debido a esta última característica, el Sr. Sander señala, la reducción del 62 por ciento en tiempo de corte en realidad subestima la ganancia de productividad de Innovative.

"Teníamos una operación de tres configuraciones antes de los Nighthawks", dice. "Había dos configuraciones en un torno y una en una fijación pivotante en un centro de mecanizado, las tres requerían que el husillo estuviera inactivo hasta que la pieza estuviera lista. Ahora, los Nighthawks no solo reducen el número de configuraciones a dos, también nos permiten preparar la siguiente pieza completamente mientras la pieza actual está en trabajo. Como resultado, nuestra ganancia de productividad es en realidad mucho mayor que lo que la reducción del tiempo de ciclo sugeriría".

Excepto por mantenimiento y reemplazo de herramientas, el mecanizado ahora es continuo. En la mayoría de los casos, dice el Sr. Sander, el único retraso entre ciclos consecutivos consiste en seis segundos necesarios para que el cambiador de piezas cambie los dos platos.

El Sr. Sander mantiene los MPCs Nighthawk funcionando las 24 horas, sirviéndolos con un robot compartido que permite a un solo operador supervisar ambas máquinas simultáneamente. En menos del tiempo requerido para cualquiera de los dos ciclos de mecanizado de carcasas de diferencial, el robot descarga la pieza anterior del plato inactivo, y ya sea la invierte para el siguiente paso en el proceso, o carga una pieza nueva usando un orificio localizador en la brida para posicionarla en el agarre del plato motorizado.

La línea divisoria para los dos ciclos de mecanizado de la pieza es una brida de 5-5/16" de diámetro. En el primer ciclo, el Nighthawk torneado la brida, así como el orificio central de la pieza, luego detiene el husillo principal mientras enciende el husillo de herramienta viva. Como un pequeño centro de mecanizado horizontal, el Nighthawk luego fresa de frente superficies para cuatro agujeros, y taladra los agujeros mismos.

En el segundo ciclo, la máquina torneado los otros lados de la brida y el orificio, luego taladra y escaria un solo agujero transversal usando herramientas motorizadas orientadas perpendiculares a la línea central del plato.

El Sr. Sander dice que fue la combinación de productividad de pieza única y flexibilidad pieza a pieza lo que le convenció para elegir el Nighthawk.

"Las carcasas de diferencial eran lo principal en mi mente, porque necesitaba bajar mi tiempo de ciclo para estas lo más posible", dice. "Aun así, tengo otros clientes también, muchos de los cuales hacen pedidos bajo demanda JIT. Por lo tanto, necesitaba una máquina que proporcionara no solo mecanizado rápido, sino también cambio rápido. El Nighthawk cumplió ambos requisitos". Roger Stebelton concuerda. Un maquinista de Innovative desde hace mucho tiempo responsable de casi toda la programación del Nighthawk, el Sr. Stebelton reporta que puede cambiar completamente un Nighthawk a un nuevo trabajo en menos de tres horas. Esta es la misma cantidad de tiempo necesaria para cambiar uno de los tornos CNC convencionales de Innovative, pero para el Sr. Stebelton, esto representa un ahorro significativo.

Explica: "A diferencia del torno CNC, el MPC Nighthawk usualmente realiza todo el mecanizado necesario para una pieza. El torno, por otro lado, es generalmente solo un paso en el proceso total de mecanizado —lo que significa que no solo tendría el torno para cambiar, sino probablemente un centro de mecanizado también, añadiendo horas al proceso total".

La zona de trabajo de 10,82 pulgadas por 10,00 pulgadas de diámetro del Nighthawk acomoda la mayoría de las piezas que Innovative mecaniza típicamente. Entre lotes de carcasas de diferencial, los Nighthawks se han usado en unas 20 otras piezas —incluyendo una carcasa de motor de aluminio, que Innovative mecaniza en lotes de unos 1000 por mes.

Según el Sr. Sander, no solo el mecanizado de la carcasa del motor emplea las 12 posiciones de herramienta del Nighthawk, también aprovecha la precisión de la máquina, manteniendo el orificio crítico de la pieza a una tolerancia total de 0,0005 pulgadas.

"Esta es una pieza nueva para nosotros, una que nunca podríamos haber producido competitivamente sin los Nighthawks", dice. "Al torneado, luego fresado de extremo y taladrado en ambas direcciones X y Z, todo en una máquina, pudimos bajar el tiempo total de ciclo a menos de cinco minutos". MMS