Maximizando la eficiencia con máquinas multitarea

Se podría argumentar que el equipo que puede realizar tanto fresado como torneado es más valioso para talleres que mecanizan piezas grandes que para aquellos que producen piezas más pequeñas. Los talleres que usan máquinas multitarea para producir piezas de tamaño convencional obtienen los beneficios habituales de menos configuraciones, mejor precisión característica-a-característica y reducción de WIP. Sin embargo, tener una máquina que complete la mayoría, si no todas, las operaciones para piezas de trabajo realmente grandes también mitiga las tareas más desalentadoras involucradas en ejecutar piezas masivas a través de múltiples máquinas.

Magna Machine, ubicada en Cincinnati, Ohio, es muy consciente de esos desafíos. El taller comenzó en 1947 como una instalación de reparación y mantenimiento para equipos industriales. Aún realiza ese trabajo 66 años y una nueva instalación de 11 600 metros cuadrados después. Pero a medida que Magna Machine ha evolucionado, ha tallado un nicho en el procesamiento de piezas de hasta 90 toneladas para industrias como plásticos, minería, energía, acero, químicas y máquinas herramienta. Esa vasta experiencia en mecanizado a gran escala ha llevado al taller a reconocer el valor de las máquinas multitarea, dándose cuenta de que su potencial de producción se maximiza con piezas enormes.

Elliot Adams, vicepresidente de ventas y desarrollo de negocio de Magna Machine, señala una variedad de razones por las que el multitarea es particularmente valioso para el tipo de trabajo que realiza este taller de trabajo. La más notable es la reducción del manejo de piezas voluminosas en la planta que ya no necesitan ser transferidas a múltiples máquinas. Las configuraciones a menudo también son más fáciles, porque las piezas pueden orientarse de tal manera que la gravedad es más una amiga que un enemigo. (Esto también significa que el fijado es más robusto para soportar cortes más pesados). Finalmente, los tiempos de entrega a los clientes pueden acortarse enormemente. Las configuraciones para forjados, fundiciones y soldaduras grandes pueden tomar un turno completo o más en comparación con solo un par de horas para piezas de trabajo más convencionales.

Es por eso que el presidente de la empresa, Scott Kramer, está invirtiendo significativamente en equipo multitarea. Pero como señala el Sr. Kramer, la empresa hermana de Magna Machine, el importador de máquinas herramienta United Precision Services (UPS), ciertamente ha ayudado a facilitar el movimiento hacia el multitarea.

Multitarea en la "Super Bahía"

Magna Machine se mudó a su ubicación actual en Forest Park, un suburbio norte de Cincinnati, en 1985. Desde entonces, ha expandido su instalación varias veces para albergar máquinas adicionales de gran escala. La adición más reciente es la informalmente llamada "super bahía", que fue construida específicamente para albergar un puñado de máquinas multitarea muy grandes. Completada en enero de 2012, esta bahía cuenta con dos grúas de 40 toneladas que proporcionan 160 000 libras de capacidad de elevación cuando se combinan con un esparcidor. También tiene una puerta de 20 por 20 pies que el taller ya está considerando ensanchar para acomodar mejor piezas más grandes como el componente minero de 23 pies de diámetro que se muestra a la izquierda.

Actualmente hay tres plataformas multitarea diferentes en esta bahía: un mandrinador horizontal con mesa rotativa, un centro de torneado vertical con movimiento en Y de la mesa, y un torno/fresadora horizontal con cabezal de eje B. Cada una ofrece ventajas particulares dependiendo de la aplicación, y tener una variedad de opciones de equipo es valioso porque el trabajo que fluye a través del taller cambia todo el tiempo. Además, da a Magna Machine la opción de correr algunas piezas en más de un tipo de máquina.

La máquina multitarea más grande del taller es su mandrinador horizontal Union PCR 160, instalado sobre una cimentación llena de 600 yardas de concreto. El envolvente de trabajo XYZ de la máquina mide 590 por 236 por 59 pulgadas con guías hidrostáticas en cada uno de estos ejes. Además, proporciona recorrido en eje W del husillo de 27,5 pulgadas. La máquina de 80 HP es un modelo de tipo piso, lo que significa que la columna se mueve durante las operaciones de fresado, no la pieza de trabajo. Múltiples cabezales reemplazables automáticamente están disponibles para acomodar una gama de operaciones, incluyendo torneado.

Operaciones de torneado, frontado y mandrinado son posibles con la adición de una mesa rotativa Bost HT-120 instalada en un extremo del recorrido en X de la máquina. Esta configuración destaca la ventaja de la relación cercana del taller con sus proveedores de máquinas herramienta a través de UPS. La personalización atípica de máquinas es posible combinando tecnología de las diferentes marcas que UPS representa.

La mesa rotativa tiene una capacidad de carga de 250 000 libras y puede realizar operaciones de torneado a velocidades de hasta 20 rpm. Un accesorio especial que Magna Machine desarrolló para la mesa de 157 por 157 pulgadas permite a la máquina torneado diámetros de hasta 315 pulgadas. La pieza minera de 23 pies de diámetro mencionada antes es una excelente candidata para producción en esta máquina. No solo el fijado de esta pieza plana en la mesa rotativa permite que operaciones de torneado, fresado, taladrado y mandrinado se realicen en una sola configuración, sino que esta orientación de la pieza también es mucho más segura que pararla verticalmente contra rodillas en la fresadora (aunque esa sigue siendo una opción). Usando la mesa rotativa, esta pieza puede mecanizarse con tolerancia de redondez OD de 0,001 pulgada, cilindricidad de ±0,002 pulgada y acabado superficial de 32 Ra micro-pulgadas. Además, múltiples taladros para bujes pueden mecanizarse con precisión alrededor de la circunferencia concéntricos al OD dentro de 0,002 pulgadas, lo cual sería un desafío lograr al realizar trabajo de torneado y mandrinado en un torno y fresadora separados.

Plataforma de torneado vertical

El centro de torneado vertical multitarea de Magna Machine es un Bost VTL 60 CY. Esta máquina tiene una mesa rotativa de 137 HP y puede torneado piezas de hasta 142 pulgadas de alto con diámetros de hasta 240 pulgadas. La mesa ofrece hasta 104 rpm para operaciones de torneado. Como el Union PCR 160, la máquina tiene cabezales intercambiables automáticamente para permitir operaciones de torneado y fresado superior y lateral. Es una opción más efectiva para piezas que normalmente se tornearian en un torno vertical y luego se fresarian en un mandrinador horizontal.

Una característica distintiva de esta máquina es su recorrido en Y de la mesa, que es poco común para la mayoría de los tornos verticales con herramientas vivas. Los tornos verticales convencionales con herramientas vivas pueden realizar operaciones de fresado en las partes superiores de las piezas a través de la rotación de la mesa. Sin embargo, el eje Y de la máquina Bost usado en conjunto con un cabezal de fresado lateral también permite operaciones de fresado, incluyendo contorneado, a lo largo de los lados de las piezas. El recorrido en Y da a la máquina un envolvente X-Y de 20 por 13 pies para dicho trabajo.

Plataforma de torneado horizontal

La tercera y más nueva máquina multitarea de Magna Machine es su torno/fresadora horizontal Bost T4F. El T4F puede realizar operaciones de torneado, fresado y mandrinado para piezas grandes, ofreciendo una oscilación de 80 pulgadas y una distancia de 354 pulgadas entre centros. Cuenta con un cabezal de eje B de 50 HP que puede posicionarse en posiciones infinitas a lo largo de ±90 grados de rotación. Este cabezal es servido por un cambiador de herramientas automático de 60 posiciones.

El T4F fue originalmente diseñado para torneado y fresado de cigüeñales desde material sólido. Al sincronizar el movimiento lineal del cabezal de eje B en X con el eje C del husillo principal, una herramienta de fresado puede seguir la rotación excéntrica de un pasador de cigüeñal alrededor de la línea central del husillo. Una tolerancia de diámetro de ±0,0005 pulgada en pasadores es posible. Magna Machine comúnmente produce cigüeñales, pero también vio potencial en esta máquina para producir otras piezas, como tuberías y mandriles expansivos.

Aunque el cabezal de eje B puede usarse para trabajo de torneado, el torneado en bruto se realiza comúnmente usando la "guillotina" de la máquina con interfaz de herramienta Capto C6. Esta hoja alta y robusta está diseñada para soportar las fuerzas de corte descendentes durante el torneado, permitiendo a la máquina tomar cortes más pesados para maximizar las tasas de remoción de material.

Craig Lewis es el programador principal para esta y las otras máquinas multitarea en la super bahía. Aunque es esencialmente un "fresador" con 20 años de experiencia previa en un taller de herramientas y matrices, el Sr. Lewis dice que la curva de aprendizaje para el T4F no fue empinada. En algunos aspectos, la máquina actúa más como una fresadora de cinco ejes que como un centro de torneado, señala. Ayudó, sin embargo, que Bost enviara a uno de sus programadores al taller después de la instalación de la máquina para proporcionar cuatro meses de capacitación. Además, Sandvik, el fabricante principal de herramientas para esta máquina, también vino al sitio para ofrecer clases de capacitación de torneado/fresado.

Para acelerar configuraciones, se usa una sonda táctil Renishaw RMP 60 para localizar diámetros, caras, etc. El Sr. Lewis estima que las configuraciones pueden realizarse 50 por ciento más rápido usando la sonda, especialmente para trabajos complejos. En algunos casos, la sonda se usa para inspección en proceso, aunque el taller principalmente usa un rastreador láser Faro Vantage para medir piezas grandes en la planta.

Nueva llegada

La próxima máquina multitarea en ser instalada en la super bahía será un torno/fresadora vertical 5x Ibarmia THC-1600. Esta máquina ofrece una oscilación de 98 pulgadas y puede realizar fresado de cinco ejes en un área de trabajo de 59 por 79 pulgadas. Es capaz de cambiar automáticamente tanto herramientas de fresado como de torneado y tiene una característica especial de "bloqueo" en su cabezal para permitir operaciones de torneado pesado. Aunque el mercado europeo está familiarizado con esta plataforma de máquina multitarea, esta es la primera de su tipo de Ibarmia en instalarse en Estados Unidos. Dará a Magna Machine una opción de producción más mientras el taller continúa abrazando equipo multitarea a gran escala, volviéndose más receptivo y valioso para sus clientes en el camino.