Modernizando fresadoras: Retrofitting CNC de vanguardia para máximo rendimiento

En 1987, Century Tool and Gage Co. (Fenton, Michigan) compró su primera fresadora vertical Heyligenstaedt equipada con el primer sistema CNC Fidia disponible en Norteamérica. Mickey Guckian, gerente de fabricación de programación para Century Tool, estuvo allí. "Recuerdo cuando compramos el primer control Fidia. Se instaló en una fresadora vertical Heyligenstaedt de dos husillos. Yo estaba operando esa máquina en ese momento", dice. "El nuevo control tenía unidades de disquete duales de 8 pulgadas, lo cual era único en ese entonces, y nos dio la capacidad de mejorar enormemente la velocidad de avance para las rutinas de fresado complejas que ejecutábamos para los grandes moldes de compresión que fabricábamos".

Century Tool fue fundada en 1974 y ha experimentado crecimiento consistente durante la mayor parte de su historia. Según el Vicepresidente Kevin Cummings, esto se debe en parte a expandir la fabricación de moldes de compresión compuestos para producir compuesto de moldeo en lámina (SMC), moldeo por inyección de reacción (RIM) y piezas de uretano para varios sectores de la industria del transporte. La empresa se especializa en paneles de refuerzo y exteriores Clase A moldeados por compresión para aplicaciones de camiones y acabados. También fabrica el 75 por ciento de los moldes de paneles exteriores de carrocería. "Nos hemos convertido en un constructor importante de moldes y utillaje secundario para las industrias automotriz, camiones pesados, aeroespacial y motos de agua personales", dice el Sr. Cummings. Con ese crecimiento vino el traslado de la empresa a una nueva instalación de 125,000 pies cuadrados capaz de manejar tamaños de bloque de máquina de 60 toneladas tan anchos como 100 pulgadas y tan largos como 300 pulgadas. La planta está equipada con cuatro centros de mecanizado CNC de cinco ejes; siete máquinas verticales y horizontales de servicio pesado; tres gundrills de columna móvil multi-husillo; 29 estaciones de trabajo CAD/CAM; y una instalación de prensa de prueba con capacidades de 500, 600, 1,500 y 3,000 toneladas.

"Antes de que Fidia empezara a desarrollar una línea completa de máquinas de fresado de cinco ejes, estaba construyendo controles CNC", dice el Sr. Guckian. "El Dr. Giuseppe Morfino, CEO de Fidia, fue el joven ingeniero de controles que lo empezó todo, y ha sido la influencia guía en el diseño de control de máquinas CNC que ha jugado un papel significativo en hacer de Century Tool and Gage un éxito de fabricación y producción. Todas nuestras fresadoras son programables CNC y usan controladores Fidia para precisión, fiabilidad y productividad de alto nivel".

Pero ha pasado mucho tiempo desde 1987, y las unidades de disquete ya no sirven para las necesidades de Century Tool tres décadas después. Ahí es donde entra el retrofitting regular de los controladores Fidia.

Retrofitted para productividad

Jorge Correa, vicepresidente de ventas de Fidia en Norteamérica, dice: "Century Tool es un gran ejemplo de lo que se puede hacer con retrofits de control para llevar máquinas herramienta CNC existentes a niveles de vanguardia". Desde 1987, Century Tool ha usado CK10, CK20, Compac, C2, C20, un par de sistemas de trazado de Fidia, y más recientemente, los controles C40 de Fidia. Hoy, la empresa tiene 25 CNCs Fidia, pero con actualizaciones de control en curso y la adición de nuevas máquinas herramienta CNC, el Sr. Correa dice que el número real es bien superior a 30 controles.

En conjunto con los controladores Fidia, Century Tool usa software Tebis V4.OR2 para mecanizado de cinco ejes. El software Tebis V4 puede traducir formatos de software como Catia, Iges, Parasolid, STEP y NX para crear las mejores trayectorias de herramienta. Se dice que es el único software que puede generar la trayectoria de herramienta directamente desde la superficie. "Crea una mayor cantidad de puntos de contacto, produciendo una pieza más precisa", dice el Sr. Guckian.

En cada una de las fresadoras CNC de Century Tool, el control Fidia proporciona funciones de escalado automático para cada eje para traducir parámetros de programa CNC para ajustarse al tamaño de la pieza. El control está conectado vía Ethernet a las computadoras de programación de la empresa para transferencia continua de datos CAD. "Esto permite a Century Tool tener la flexibilidad de expandir las ideas de diseño del producto del cliente, pero también la capacidad de comunicarse en formatos de lenguaje directo", dice el Sr. Guckian.

Retrofitted para tranquilidad

Century Tool conoció por primera vez el Control C40 Vision de Fidia, con su software anti-colisión ViMill, en la International Manufacturing Technology Show (IMTS) en 2014. La empresa compró los componentes de hardware y software en una nueva fresadora de cinco ejes Fidia GTFM.V3 justo después del show. "Lo que nos impresionó inmediatamente del control C40 es que puede manejar programas de datos muy grandes de 50 megabytes o más. Algunas superficies de molde son muy complejas y ricas en detalle. Los controles Fidia pueden manejar los tamaños de archivo de datos y aún proporcionar acabados suaves y precisos", dice el Sr. Guckian. "En Century Tool, también trabajamos en moldes de compresión más antiguos que necesitan ser retrabajados con nuevos cambios de ingeniería, lo que típicamente involucra más mezcla de cortes de superficie. Un acabado excelente es imprescindible para este tipo de proyectos. Los controles Fidia han mejorado enormemente esta capacidad al aumentar su look-ahead de 300 a 1,000 líneas de datos de puntos, lo que da a la máquina la capacidad de prepararse mejor para las formas futuras que está a punto de crear".

Por ejemplo, la alta velocidad de mecanizado y el excelente acabado superficial son el deseo de cualquier taller de moldes que use fresadoras de cinco ejes, y el Sr. Guckian dice que Century Tool logra un excelente acabado superficial debido a su capacidad para controlar precisamente la aceleración y deceleración. Según el Sr. Correa, la arquitectura multiprocesador del Control C40 Vision gestiona la interfaz de usuario, control de ejes y trayectoria de herramienta, así como el software anti-colisión en tiempo real ViMill, que trabajan juntos para producir velocidades de mecanizado rápidas y acabados superficiales de alta calidad. "Es una cosa tener procesadores rápidos, pero necesitas parámetros de software de comunicación muy buenos para permitir que los drives y motores se comuniquen a estas velocidades de avance rápidas", dice. "El control Fidia permite que la máquina se ajuste finamente para varias dinámicas, como peso de la pieza, largo y ancho, velocidades de husillo, rigidez —básicamente cualquier cosa necesaria para lograr un acabado muy preciso en un período de tiempo más corto".

Según el Sr. Guckian, el software ViMill de Fidia en el Control C40 Vision es fácil de usar y fácil de entrenar a los operadores. Su característica anti-colisión proporciona condiciones de fresado seguras para mecanizado de moldes muy complejos al proyectar 1,000 líneas de código. Esa proyección previene cualquier colisión entre la herramienta, la máquina y la pieza en tiempo real durante operaciones de fresado y en ambos modos de ejecución jog y programa de pieza. "El operador tiene la capacidad de usar el volante sobre la marcha para los ejes X, Y, Z, A y C y ángulos compuestos normal-a-vector. No conocemos ningún otro control que tenga esa característica", dice el Sr. Guckian.

Retrofitted para precisión

Típicamente, las fresadoras de cinco ejes Fidia GTFM están equipadas con el Sistema de Medición de Cabezal (HMS), que ha reducido enormemente el tiempo que tardan los maquinistas de Century Tool en verificar la precisión de cabezales y mesas rotativas basculantes. El HMS redujo ese tiempo de un día a menos de una hora. "El HMS es una alternativa de alta precisión a los comparadores tradicionales y es una faceta muy importante de la tecnología de corte de cinco ejes. El HMS mantiene el cabezal de cinco ejes lo más preciso posible, usualmente dentro de 10 micras. Esto es vitalmente importante cuando el molde se mecaniza sin supervisión, que suele ser por la noche", explica el Sr. Correa. Añade: "El software de medición de Fidia dentro del control gestiona el corte del molde. El software está equipado con tres dispositivos de medición de desplazamiento de alta precisión y se asigna a medir errores volumétricos 3D. Procesando datos entrantes en tiempo real, el software puede verificar y compensar errores geométricos limitados, evitando intervenciones mecánicas correctivas costosas". Los usuarios pueden guardar los ajustes deseados y confiar en que se mantendrán dentro de 5 micras. Como resultado, "la máquina funcionó durante ocho meses sin tener que cambiar parámetros de calibración en el cabezal", reporta el Sr. Guckian.

Un láser alimenta la función Punto Central de Rotación de Herramienta (RTCP), que es otra característica gestionada por el software de control Fidia. El láser mide con precisión la longitud y diámetro del cortador en cada cambio de herramienta, lo que proporciona un ajuste de altura continuamente preciso en el molde de cortador a cortador.

La arquitectura multiprocesador en el control permite actualizaciones y fortalece el sistema a través del reemplazo parcial o total de la PC (memoria, discos duros, adaptadores, etc.) sin modificar otros componentes de la computadora. La máquina GTFM tiene tres unidades de procesamiento central. Como resultado, es posible mantener el CNC constantemente actualizado con los desarrollos de hardware y software más recientes.

Una tal actualización, la tecnología de control de trayectoria multi-eje Velocity Five de Fidia, proporciona un conjunto dinámico-seleccionable de parámetros de desbaste y acabado. Se dice que estos parámetros permiten al usuario ejecutar fresado rápido y de alta precisión mejorando las técnicas de control de aceleración. Al momento de escribir, Century Tool estima que la actualización Velocity Five puede reducir el tiempo de fresado de acabado en perfiles 3D entre 15 y 20 por ciento y el desbaste entre 30 y 40 por ciento. La calidad de la superficie mecanizada muestra mejora significativa y ejecución más rápida de mecanizado para áreas de radios pequeños.

Con planes de añadir esta actualización a otra fresadora de acabado e instalar tres más CNCs C40 Vision en otras máquinas, la estrategia de mejora continua de Century Tool aprovecha al máximo los retrofits y actualizaciones.

Sobre el Editor

Cynthia Kustush

Cynthia Kustush, editora senior en la revista MoldMaking Technology, editó este artículo para impresión. Apareció por primera vez en moldmakingtechnology.com.