Módulo de optimización de vanguardia ofrece precisión en materiales difíciles

Cualquiera que haya trabajado en un taller de mecanizado por algún tiempo ha asistido en algún momento a una feria o jornada de puertas abiertas de un distribuidor de máquinas herramienta. Allí ven demostraciones enlatadas de máquinas CNC tallando trozos de latón, acero dulce o aluminio en porta-tarjetas y juegos de tres en raya. Aunque estos regalos son divertidos, ¿no sería refrescante ver algunas piezas reales siendo mecanizadas, preferiblemente de un material difícil de mecanizar?

Eso es lo que tuvo lugar en la Vitrina de Invierno de Okuma, un evento anual que el fabricante de máquinas organiza para más de 600 asistentes. En el evento, los asistentes disfrutaron de más de dos docenas de máquinas herramienta CNC bajo potencia, la mayoría haciendo viruta. Estas incluían un MU-8000V LASER EX super multitarea con deposición de metal por láser y el GENOS M460V-5AX, un centro de mecanizado vertical de bancada de cinco ejes ofreciendo alta productividad, huella pequeña y una etiqueta de precio sorprendentemente baja.

También había un torno LB3000 EX-II con detección de vibración de barra, un centro torneado-fresado MULTUS B300II con manipulación de piezas por robot colaborativo, centros de mecanizado horizontal MA-500HII y de doble columna MCR-A5CII y una máquina multitarea MULTUS U3000.

Una alineación impresionante, sin duda, pero hubo una demo que tuvo a un gran número de asistentes hablando, incluso a los responsables de configurarla. "Fue bastante genial ver, especialmente considerando que estábamos cortando titanio, un material muy duro y difícil de mecanizar", dijo el Ingeniero de Aplicaciones de Okuma Lee Johnston.

Habla de la demostración que involucra Force de CGTech, un módulo de optimización de programa NC basado en física que funciona dentro del software insignia de simulación de trayectoria de herramienta VERICUT de la empresa. Trabajando con representantes de CGTech y Sandvik Coromant, Johnston programó un soporte de Ti-6Al-4V de titanio hecho para un cliente aeroespacial, luego optimizó sus trayectorias de herramienta con VERICUT Force.

"Teníamos la misma demo en dos mordazas y las corrimos lado a lado, una con el programa estándar y una optimizada", dijo Johnston. "Redujimos el tiempo de ciclo de una hora a poco menos de 40 minutos, y también podías oír y ver la diferencia en cómo cortaban las herramientas y notar que el programa optimizado era más fácil para la máquina. Esto es probablemente lo mejor que le ha pasado a la programación desde las trayectorias trocoidales."

El Especialista de Producto VERICUT Pete Haas explicó que Force funciona analizando la trayectoria de herramienta NC, evaluando las condiciones de corte cambiantes y aumentando o disminuyendo el avance para lograr el espesor de viruta ideal para cualquier material dado. Comparado con sistemas CAM y calculadoras de mecanizado en línea, que intentan determinar el espesor de viruta promedio y basan el avance en ese, Force calcula el avance óptimo para cada sola línea de código de mecanizado.

"Como ejemplo, piensa en conducir al trabajo cada mañana", dijo Haas. "Encuentras tramos rectos, curvas y giros cerrados, y tienes que reducir o aumentar velocidad según las condiciones de la carretera. El mecanizado también involucra condiciones constantemente cambiantes, pero algunos sistemas CAM no tienen en cuenta esto. Generan un solo avance que puede ser demasiado agresivo en giros cerrados y demasiado lento en rectas. Force, por otro lado, usa física para calcular corte a corte a lo largo de las condiciones cambiantes y determinar los avances óptimos."

El resultado, según Haas, es tiempo de ciclo grandemente reducido, vida de herramienta mejorada, mejor calidad de pieza y menos desgaste en máquinas herramienta CNC. Funciona en cualquier material y cualquier máquina, e incluso puede usarse en programas heredados.

Johnston no fue el único sorprendido por las capacidades de Force. Incluso el Ingeniero de Soporte Técnico de CGTech Chris Davala —alguien con 20 años de experiencia como maquinista y programador que ahora trabaja con clientes VERICUT en todo el país— dijo que la demo fue reveladora. "Para ser honesto, era un poco escéptico", dijo. "Esta fue mi primera experiencia práctica con el producto, y no es que no tuviera fe en la gente que lo desarrolló, pero se hicieron algunas afirmaciones audaces sobre las ganancias potenciales. Realmente puedo decir que, después de ver Force en acción, me ha convertido en creyente."

Eso es fácil de decir para alguien empleado por el desarrollador del producto. Pero el Especialista MTS de Sandvik Coromant Richard Howard, que trabajó junto a Davala y Johnston configurando la demo, lo respalda. Él suministró las herramientas de corte y portaherramientas usadas para la demo y especificó los parámetros de mecanizado iniciales.

"Como especialista en herramientas, estoy extremadamente impresionado con lo 'preciso' que es el software Force", dijo. "CGTech ha hecho un trabajo asombroso optimizando programas teniendo en cuenta geometrías de herramienta y cargas resultantes. Cualquiera interesado en mayor eficiencia y prolongar vida de herramienta debería echar un vistazo a esto."

Alguien familiarizado con la tecnología de máquinas Okuma podría considerar Force innecesario. Eso es porque el control OSP ofrece características avanzadas como Machining Navi, SERVONAVI, Super-NURBS y tecnología de mecanizado adaptativo. ¿Cómo puede un paquete de software de terceros hacer que una máquina herramienta de primera línea rinda aún mejor? Hay varias respuestas:

• Force tiene la capacidad de dividir el código NC en trozos más pequeños, ajustando avances para maximizar el espesor de viruta y mantenerlo constante.
• Sus capacidades de optimización son proactivas, no reactivas, así que todos saben qué esperar antes de pulsar el botón de inicio de ciclo.
• Los problemas de rendimiento se identifican claramente por adelantado y el programador puede examinar los gráficos de Force que ilustran fuerzas de corte proyectadas, espesor de viruta, avances, deflexión de herramienta y más.

Para nuevos materiales, nuevas máquinas herramienta y cortadores, o incluso nuevos programadores, Force elimina la conjetura que de otro modo ocurriría.

El resultado es un programa NC que es tanto más seguro como más predecible, con bajo riesgo de rotura de herramienta o piezas desechadas. Los operarios tienen más confianza. El mecanizado lights-out se realiza con confianza. Los márgenes de beneficio mejoran. Y las trayectorias de herramienta optimizadas por Force "ahorran mucho tiempo durante el desbaste", dijo Howard de Sandvik Coromant. Las piezas se mecanizan más rápido y las herramientas de corte duran más.

Haas lo resumió así: "Los gráficos de Force proporcionan a programadores NC información útil que nunca tuvieron antes. Pueden visualizar rápida y fácilmente qué está pasando corte a corte mientras la herramienta se mueve a través del material y ahora es posible visualizar fuerzas excesivas, parámetros de corte ineficientes, tasa de remoción de metal, consumo de potencia, par y deflexión de herramienta. Los gráficos de Force también exponen oportunidades de mejora de condiciones de corte. Con un clic en el gráfico de Force, el usuario es llevado a la ubicación exacta en el programa y a la ventana de revisión gráfica para análisis adicional. El resultado final es utilización plena de la herramienta de corte y la máquina herramienta."

Lee Johnston de Okuma estuvo de acuerdo. "En el evento estábamos cortando titanio y vimos mejora significativa, pero creo que Force es igual de adecuado para mecanizar materiales más fáciles como aluminio, y para otro trabajo de propósito general. Espero usarlo en proyectos futuros."