Impulse la Eficiencia de su CNC de 5 Ejes: 4 Consejos Internos Comprobados

Hay excelentes razones para usar máquinas CNC de 5 ejes, pero para realmente cosechar los beneficios de productividad necesitará las herramientas y técnicas adecuadas —algunas de las cuales están bajo el radar. Hablamos con tres expertos de la industria para orientación sobre ahorro de tiempo y productividad.

Ya sea que su taller use los cinco ejes simultáneamente o limite su mecanizado a 3+2, los centros de mecanizado CNC de 5 ejes son lo mejor que le ha pasado a la productividad desde el carburo. Hay una serie de beneficios al usar mecanizado de 5 ejes incluyendo: manejo reducido de piezas, menos fijaciones, plazos de entrega más cortos, mayor calidad de pieza, eliminación de trabajo en proceso, y fabricación de piezas complejas e imposibles de otra manera, como implantes de rodilla y álabes de impulsor.

Antes de sumergirse por completo, es importante entender cómo la fabricación de piezas en un CNC de 5 ejes será significativamente diferente al trabajo en un VMC de 3 ejes u otro sistema.

Puede necesitar herramientas y sujeción de trabajo completamente diferentes —y nuevas estrategias para configuración y cambio. Hablamos con tres expertos de la industria para consejos de ahorro de tiempo y productividad que son únicos para sistemas CNC de 5 ejes.

Consejo #1 de Mecanizado de 5 Ejes: Haga Múltiples Piezas en Menos Tiempo con la Base Adecuada, Cambie Configuraciones Rápidamente

Uno de los primeros negativos que podría escuchar sobre los centros de mecanizado de 5 ejes es la noción de que están limitados a una pieza por ciclo. No es así, dice Brad Evans, líder del equipo de sujeción de trabajo estacionaria en Schunk.

"Mucha gente pasa por alto la capacidad de mecanizar múltiples piezas en una máquina de 5 ejes", dice. "Pero si equipa su máquina con una base piramidal de 45 grados, elimina la mayoría de los problemas de interferencia y puede mecanizar desde tres hasta seis piezas por ciclo, dependiendo de la pirámide."

Los tornillos de banco serie KSC de 5 ejes de Schunk están diseñados para montarse en una de estas pirámides estilo SEP, pero Evans reconoce que el tornillo de banco de cualquiera encajará. Los tornillos de banco especiales son otra cosa que algunos talleres pasan por alto.

Sea cual sea la sujeción de trabajo y cuantas piezas se puedan apretar en la máquina, Evans recomienda encarecidamente usar un sistema de localización de punto cero VERO-S o comparable para reducir el tiempo de configuración y aprovechar al máximo la flexibilidad de un centro de mecanizado de 5 ejes.

"Debido a su mayor costo, es particularmente importante mantener la puerta cerrada tanto como sea posible en un centro de mecanizado de 5 ejes", explica Evans. "Así que si tiene un sistema de cambio rápido y una pirámide de tres o cuatro lados con un tornillo de banco en cada lado, no solo puede hacer funcionar la máquina mucho más tiempo entre aperturas de puerta sino también cambiar a una configuración diferente en minutos. No está marcando nada ni tocando —solo deje caer el siguiente trabajo y listo."

Descubra por qué un sistema trunnion no puede competir con un CNC de 5 ejes y mucho más en "8 Hechos Importantes Sobre Centros de Mecanizado de 5 Ejes y Mecanizado de Alto Rendimiento".

Consejo #2 de Mecanizado de 5 Ejes: Use Simulación de Trayectoria de Herramienta

Múltiples piezas por ciclo pueden aumentar el ya alto potencial de choque del mecanizado de 5 ejes donde las longitudes de herramienta largas y espacios reducidos aumentan el riesgo de interferencia.

Los malos días debido a colisiones de máquina pueden evitarse fácilmente —todo lo que se necesita es un poco de esfuerzo adicional por adelantado, y un paquete de software dedicado a sacar el máximo provecho de cada máquina herramienta, dice Gene Granata, gerente de producto para software de simulación de trayectoria de herramienta Vericut en CGTech.

"Muchos talleres confían en las capacidades de simulación de su sistema CAM para detectar interferencias", dice. "El problema aquí es que un programa podría verificarse bien durante el desarrollo de la trayectoria de herramienta, pero una vez que ha sido post-procesado, se pueden introducir errores."

La simulación real de trayectoria de herramienta también verifica toda la máquina herramienta, incluyendo límites de recorrido, comportamiento de funciones específicas de control CNC como compensaciones dinámicas y compensación de cortador, la pieza de trabajo siempre cambiante, las fijaciones y portaherramientas, e incluso las abrazaderas que sujetan el tornillo de banco a la mesa. Este nivel de realismo y precisión es difícil de lograr en cualquier sistema de programación.

La simulación de trayectoria de herramienta proporciona mucho más que evitación de choques, sin embargo —también aumenta la eficiencia de mecanizado. Debido a que las operaciones de mecanizado de 5 ejes son generalmente más complejas que las realizadas en máquinas herramienta menos capaces, muchos programadores —particularmente aquellos nuevos en el trabajo de 5 ejes— retraen las herramientas mucho más de lo necesario para despejar la pieza de trabajo.

También pueden usar avances de aproximación y posicionamiento lentos porque no confían en cómo se moverá la máquina o qué tan cerca está la herramienta de colisionar potencialmente con algo.

"Desperdician todo tipo de tiempo y movimiento haciendo eso y pasan por extensos procesos de verificación en la planta, mientras que un buen simulador le muestra exactamente qué está pasando dentro de la máquina y cómo se está comportando", dice Granata. "Esto permite a los programadores mantenerse más cerca de la pieza durante los movimientos de posicionamiento, lo que aumenta la eficiencia general, mientras al mismo tiempo asegura al programador que no habrá problemas una vez que el trabajo llegue a la planta. El objetivo siempre debería ser primera pieza, buena pieza."

¿Necesita una respuesta técnica? Pregunte al Equipo Técnico de Metalmecánica de MSC en el foro.

Consejo #3 de Mecanizado de 5 Ejes: Calibre su Máquina CNC para una Alineación Adecuada

Otra forma de mantenerse fuera de problemas es manteniendo el husillo y ejes de la máquina correctamente alineados. La mayoría de los centros de mecanizado de 5 ejes vienen equipados con control de punto central de herramienta (TCP) u opciones de control similares para evitar los desajustes de superficie e inexactitudes geométricas que de otro modo podrían ocurrir a medida que los ejes de la máquina rotan de plano a plano. Pero si la máquina en sí está desafinada, todo el TCP del mundo no será efectivo.

La calibración rutinaria de la máquina es importante en cualquier máquina herramienta CNC, señala Tom Ellis, gerente de marketing de la división de láser y calibración de Renishaw, pero especialmente en centros de mecanizado de 5 ejes.

"Dado el centro de rotación relativamente alto, eliminar toda desalineación es fundamental para su capacidad de hacer una pieza correctamente", dice. "Por eso desarrollamos el AxiSet."

El sistema de verificación AxiSet parece nada más que un chupete de metal unido a una base magnética. Las apariencias engañan. Al colocar la esfera de calibración en la mesa de un centro de mecanizado de 5 ejes o el plato en un torno multitarea y luego sondearla en varias posiciones axiales y radiales, los errores de forma mecánicos pueden mostrarse y corregirse rápidamente. El software del sistema también puede determinar el centro exacto de rotación y transmitir esta información al control de la máquina herramienta. El resultado es una alineación perfecta de todos los ejes y puntos de pivote de la máquina.

"El AxiSet, junto con el calibrador multi-eje XM-60 y el ballbar QC20-W, es lo que usamos en nuestras propias máquinas herramienta", dice Ellis. "Mucha gente no se da cuenta, pero Renishaw es un fabricante importante, produciendo un millón o más de piezas cada mes para nuestros diversos productos. La calibración rutinaria proporciona datos sobre cómo está funcionando una máquina, y da a la gente una advertencia anticipada de problemas potenciales, ya sea que haya habido un choque o no, o si alguien lo ha reportado o no."

Consejo #4 de Mecanizado de 5 Ejes: El Valor de la Sujeción de Trabajo Automatizada

Brad Evans de Schunk tiene otro consejo: Deseche la manivela del tornillo de banco.

"En una situación de automatización, o incluso para una mayor ergonomía, los talleres tienen una opción entre sujeción hidráulica y neumática", dice. "La hidráulica tiene la ventaja en términos de fuerza de sujeción, pero no por mucho, y si alguna vez hay una fuga en el sistema, está viendo una posible contaminación de los fluidos de corte y secado por todo el suelo alrededor de la máquina."

Es por estas razones que la sujeción neumática ha crecido en popularidad y capacidades en los últimos años. Es simple de instalar y mantener, y si hay una fuga, se ventila a la atmósfera. No es gran cosa. Evans dice que es bastante fácil plomar uno de los platos de cambio rápido VERO-S o fijaciones piramidarias para aire comprimido y vincularlo a un PLC dentro del gabinete eléctrico de la máquina si se desea sujeción y liberación automáticas.

De lo contrario, un colector y válvula accionada a mano o válvulas son ambos rápidos y asequibles. De cualquier manera, la sujeción de trabajo automatizada es una más de las casillas que deben marcarse en un centro de mecanizado de 5 ejes.

¿Usa sujeción neumática o hidráulica en su sistema de 5 ejes hoy? Hable con sus pares en el foro de metalmecánica. [se requiere registro]