Maximice el ROI con Automatización Inteligente: Selección del Mejor Alimentador de Barras

Las preguntas sobre la disponibilidad de mano de obra calificada y confiable, su costo y los problemas de responsabilidad asociados son prioritarias para los fabricantes actuales, mientras las tasas de desempleo continúan descendiendo. Los propietarios de talleres buscan formas creativas de aumentar la productividad y reducir la mano de obra, considerando la automatización en cada nuevo proyecto. Para operaciones de torneado, la alimentación de barras ofrece la mejor relación costo-beneficio, pero el taller debe seleccionar el tipo de alimentador que mejor se adapte a sus necesidades.

Tipos de Alimentadores y Popularidad

Según la mayoría de las estimaciones, los alimentadores de barras cortos son el tipo más popular, representando aproximadamente la mitad de todos los alimentadores vendidos en Estados Unidos y alrededor del 35% de las ventas totales en dólares. Los alimentadores de barras de tamaño completo estilo revista representan cerca del 30% de las ventas unitarias totales en EE. UU. y aproximadamente el 35% de las ventas totales en dólares. Las cifras son diferentes en Europa, donde los alimentadores de tamaño completo son la norma y los de barra corta son comparativamente raros. Sin embargo, estos números no ayudan a un taller en su decisión. Los tamaños de lote, diámetros de pieza, tipos de materiales, requisitos de precisión, la necesidad de capacidades de mecanizado desatendido y otras consideraciones determinarán el tipo de alimentador de barras más adecuado para cada taller. Cada tipo tiene ventajas únicas que deben sopesarse contra las necesidades específicas del taller. Estas son las principales consideraciones.

Tamaño del Lote

¿Qué tamaños de lote se ejecutarán típicamente en el torno? Si el torno CNC se utilizará principalmente para trabajos de serie corta con cambios frecuentes de configuración, el alimentador de barras de longitud de husillo es la opción más lógica. En estos alimentadores, toda la longitud de la barra se introduce en el husillo del torno al inicio. Con lotes pequeños, tener un gran volumen de material no es crítico, por lo que en la mayoría de los casos la capacidad limitada de un alimentador de longitud de husillo será suficiente para cubrir la capacidad necesaria para el trabajo.

El alimentador de barras cortas puede considerarse para series grandes en casos donde materiales extruidos o con forma necesiten funcionar a altas RPM y la rectitud pueda ser un problema. Cuando longitudes cortas de dichos materiales están completamente contenidas en el husillo del torno, pueden rotarse a RPM máximas para mecanizado sin problemas de vibración porque toda la barra estará contenida en el husillo. En general, el alimentador de barras cortas es más tolerante con extrusiones desequilibradas (no simétricas) y barras dobladas o arqueadas que de otro modo causarían vibración.

Si las cantidades de producción son grandes y la productividad y obtener el máximo de piezas de la barra son importantes, el propietario del torno probablemente se beneficiará más del alimentador de barras estilo revista con capacidad de 12 pies (3,66 m). Desde el punto de vista de la productividad, el uso de barras largas puede ayudar a reducir los costos laborales porque la máquina puede dejarse desatendida por períodos más largos. Un operador puede atender dos o tres de estas máquinas. Es menos probable que las máquinas se queden sin material, evitando tiempos de inactividad de 10 minutos aquí, 15 minutos allá, etc.

Factores de Desperdicio de Material

Cuando la máxima utilización del material es importante, el alimentador de barras con capacidad de 12 pies es una buena opción porque toda la barra se convierte en piezas utilizables excepto un solo remanente. Por el contrario, cuando una barra de 12 pies se corta en tres o cuatro longitudes que se cargarán en un alimentador de longitud de husillo, se produce un número equivalente de remanentes, lo que significa menos piezas por barra de 12 pies y más desperdicio.

Longitud del Husillo del Torno

La longitud del husillo del torno no es un factor al considerar un alimentador de barras con capacidad de 12 pies. Sin embargo, no puede ignorarse al considerar el alimentador de longitud de husillo. Muchos tornos CNC de barras tienen husillos en los que se pueden insertar completamente barras cortas de hasta 4 pies (1,22 m). Dichos tornos pueden acomodar longitudes de 3 y 4 pies cortadas de barras estándar de 12 pies. La pérdida de material por remanentes de las barras cortas es varias veces mayor que la pérdida de una barra continua de 12 pies.

Consideraciones sobre la Longitud de la Pieza

El alimentador de barras estilo revista de 12 pies generalmente ofrece una mejor utilización del material que el alimentador de longitud de husillo. Independientemente de la longitud de la pieza, la pérdida de material de una barra continua de 12 pies se limita a un remanente. Sin embargo, a medida que aumenta la longitud de la pieza en un torno servido por un alimentador de longitud de husillo, los remanentes dejados de cada una de las tres o cuatro longitudes cortadas de una barra continua de 12 pies pueden representar un porcentaje significativo de la barra.

Si el trabajo implica piezas tipo arandela, una barra de 3 pies puede durar una hora. Sin embargo, si el trabajo implica ejes de motor, el torno puede consumir una barra de 3 pies en minutos y luego debe pausarse mientras se carga la siguiente barra corta. El tiempo que tarda el alimentador de barras cortas en cargar las longitudes cortas de barra en el torno puede reducir las tasas de producción de la pieza.

Diseño del Magazine

Los talleres que planean ejecutar sus máquinas CNC de barras desatendidas durante la noche, fines de semana y festivos enfrentan otras preocupaciones. La operación desatendida impone una serie de requisitos especiales, no el menor de los cuales es la capacidad de suministrar a la máquina suficiente materia prima para continuar funcionando durante el período previsto. El tiempo que el torno puede funcionar desatendido, asumiendo que todos los demás sistemas funcionan correctamente, depende de cuánto material pueda contener el magazine del alimentador de barras.

Distribución de la Planta

En situaciones donde el espacio en el piso es escaso, el alimentador de longitud de husillo suele ser preferido porque solo ocupa aproximadamente la mitad del espacio requerido para un alimentador de barras con capacidad de 12 pies. El ahorro de espacio puede no ser tan grande para un solo alimentador, pero donde esté involucrada una instalación de múltiples máquinas, el ahorro de espacio puede ser suficiente para permitir la instalación de uno o más tornos y alimentadores adicionales de los que sería posible de otro modo.

Muchas empresas que compran alimentadores de longitud de husillo lo hacen porque creen que no tienen espacio para un alimentador de 12 pies. Sin embargo, los proveedores señalan que una vez que los compradores potenciales calculan las ventajas del alimentador de 12 pies sobre el de longitud de husillo en términos de ganancias de productividad y mayor utilización del material, de alguna manera encuentran espacio para la unidad más grande.

Velocidades de Corte

Históricamente, los talleres que operaban máquinas de barras tenían problemas para controlar el latigazo y la vibración que ocurren en una barra larga cuando gira a alta velocidad. Las causas principales incluían la dificultad de controlar una barra confinada girando a velocidades de hasta 10.000 RPM y la falta de uniformidad en el material de la barra. Irónicamente, mientras los fabricantes de tornos aumentaban las velocidades de husillo para mejorar la productividad, los propietarios de talleres tenían que reducir la velocidad del husillo para minimizar los efectos de la vibración en la precisión, acabado superficial y vida de la herramienta.

Hoy la situación ha mejorado considerablemente. Un mejor diseño de alimentadores de barras y el uso más extendido de barras rectificadas sin centros han hecho posible que los alimentadores de capacidad de 12 pies alimenten barras de hasta 2 pulgadas (50,8 mm) de diámetro a velocidades máximas o cercanas a las máximas. Los usuarios de estos alimentadores ya no deben sacrificar la velocidad del husillo para obtener productividad con buena utilización del material.

Minimización del Tiempo de Inactividad del Husillo

El tiempo requerido para cambiar el alimentador de barras para alimentar un diámetro diferente es otra consideración importante. El alimentador de longitud de husillo tiene ventaja aquí debido a su operación más simple. Típicamente, puede cambiarse para ejecutar un diámetro de barra diferente en 5 a 10 minutos, asumiendo que el revestimiento de husillo del tamaño correcto está disponible. La mayor parte de ese tiempo se consume en quitar el revestimiento del husillo del torno y reemplazarlo con uno que coincida más estrechamente con el diámetro de la barra para el siguiente trabajo.

El tiempo rápido de cambio del alimentador de longitud de husillo es una ventaja importante para talleres que realizan mucho trabajo de serie corta. Las longitudes cortas de barra son más ligeras, menos incómodas y menos fatigosas de manejar que las barras de 12 pies, lo que también ayuda a acelerar el cambio.

Cambiar de un diámetro de barra a otro en un alimentador estilo revista de 12 pies puede tomar desde 45 minutos en unidades antiguas hasta tan solo 5 minutos en diseños más nuevos. El tiempo de cambio depende principalmente de si el canal guía, que soporta y confina la barra mientras gira en el alimentador, necesita cambiarse. Si el tamaño de la barra para el siguiente trabajo es similar al del trabajo que termina, se puede usar el mismo canal guía, acortando el tiempo de configuración. Si el canal guía debe cambiarse, la configuración puede tardar el doble; sin embargo, la tecnología de alimentadores recién desarrollada se centra en reducir este tiempo y frecuencia de cambio.

Logística en Planta

Los talleres necesitan obtener lo mejor de sus empleados, y un paso importante para lograr este rendimiento máximo incluye proporcionar un entorno que mantenga a los empleados interesados en su trabajo y minimice el potencial de lesiones. Dado que se involucra menos manipulación manual de barras al usar alimentadores estilo revista de longitud completa, los operadores tienen menos dedos aplastados, espaldas tensas y lesiones similares. De hecho, con los cargadores de paquetes actuales, un paquete de 5.000 libras de barras puede ser entregado por grúa aérea directamente al alimentador y nunca tocado por el personal del taller. Los operadores quedan libres para realizar tareas más productivas, como atender varias máquinas y monitorear la calidad de las piezas.

Costo de Propiedad

Para talleres que programan regularmente trabajos de serie corta y necesitan acomodar una gama de diámetros de piezas, el alimentador de longitud de husillo puede ser una excelente opción y se ajustará a la mayoría de los presupuestos. Si bien el alimentador estilo revista de 12 pies puede costar el doble inicialmente, los talleres con trabajos de alto volumen pueden encontrar esta opción un mejor valor, ya que ayuda a mantener precios competitivos mediante buenas tasas de producción y bajas proporciones de desperdicio.

Un taller puede usar el alimentador de longitud de husillo para trabajo de alto volumen (muchos lo hacen), quizás bajo la teoría de que el ahorro en el precio de compra compensa un rendimiento ligeramente menor por barra de 12 pies y una tasa de producción ligeramente más lenta. Sin embargo, como muestra el gráfico anterior, cuando un alimentador de longitud de husillo se usa para trabajo de alto volumen, el retorno promedio total de la inversión se iguala al de un alimentador de 12 pies a los seis meses. Comparar el diseño de 12 pies con un modelo de 6 pies muestra una diferencia aún más dramática, con el punto de equilibrio a solo dos meses.

La Decisión Final

Para aquellos talleres en el mercado de un alimentador estilo revista, estas pautas deberían ser útiles para elegir correctamente entre un alimentador de longitud de husillo y uno de capacidad de 12 pies. Un taller debe considerar detenidamente sus necesidades específicas en relación con las ventajas de cada tipo de alimentador y el impacto relativo que tales soluciones de automatización pueden tener en la mano de obra antes de comprometerse con la inversión.