Las demandas de los clientes de piezas y productos únicos, así como las solicitudes de una mayor personalización, están impulsando a la industria hacia operaciones de fabricación de mezcla alta y bajo volumen (HMLV, por su sigla en inglés). Aunque gran parte del diseño y la configuración de las operaciones de HMLV se pueden gestionar con software de operaciones, también existen importantes requisitos de hardware asociados con la fabricación de HMLV.
Un área en la que esto es particularmente cierto es en la fabricación de metales, donde la adopción de métodos de producción correctos a la primera (FTR) es clave para que la fabricación HMLV sea viable. Gisbert Ledvon, director de desarrollo comercial de máquinas herramienta en Heidenhain Corp. (un proveedor de codificadores, controles de máquinas y equipos de metrología), dice: “El cambio a la producción de piezas FTR es una tendencia actual porque el mercado cambia con frecuencia y, en muchos casos, las piezas se necesitan rápidamente y las que se piden desde el extranjero no llegarán a tiempo debido a los retrasos en el envío. Por lo tanto, la cadena de suministro debe actuar con rapidez para atender a los clientes internos o externos que brindan un volumen pequeño y una gran variedad”.
Si bien hacer esta adaptación puede ser difícil para muchos fabricantes, Ledvon enfatiza que también brinda oportunidades para establecer una nueva base de clientes a la que quizás no hayan tenido acceso esos fabricantes [HMLV] en el pasado. “Como proveedor local, puede satisfacer sus necesidades ofreciendo tiempos de entrega confiables si considera los siguientes cinco pasos para ayudarlo a brindar este tipo de flexibilidad de FTR”, dice.
Según Ledvon, esos cinco pasos son:
1. Seleccione o actualice a una máquina herramienta de 5 ejes con un moderno sistema de control de movimiento que no solo mueve el eje más rápido, sino que también puede garantizar una precisión de posición confiable incluso si algunos de los componentes de la máquina, como los husillos de bolas del eje, se calientan y se expanden durante el proceso de mecanizado. “Para superar la expansión térmica, es mucho más recomendable un sistema de circuito cerrado que utilice codificadores lineales que un codificador rotatorio conectado al husillo de bolas que depende de la precisión de un husillo de bolas y alguna compensación de software dentro del CNC”, dice Ledvon. “Siempre es mejor medir la posición real de la mesa o la columna de la máquina. De esta manera, puede mecanizar correctamente su primera pieza sin importar a qué hora del día o en qué posición dentro del recorrido de la máquina”.
2. Invierta en un sólido sistema de sujeción repetible que le permita alcanzar su pieza en los cinco lados en una sola configuración. En un proceso automatizado, Ledvon sugiere encontrar un sistema que pueda cargarse y descargarse automáticamente con alta precisión y repetibilidad. “Esto también lo ayudará a configurar la pieza fuera de la máquina o moverla de un proceso de máquina a otro, evitando costosas configuraciones manuales”, dice. Agrega que el uso de un presentador de herramientas de precisión con codificadores lineales fuera de la máquina o una sonda de contacto de herramientas dentro de la máquina también mejorará el tiempo y la precisión de medición de herramientas. Sin embargo, para herramientas más pequeñas y velocidades de husillo altas (por ejemplo, 30 000 rpm), un sistema de medición de herramientas láser dentro de la máquina proporciona la mejor solución para medir herramientas de corte con precisión.
3. Si tiene grandes cambios de temperatura dentro y alrededor de un centro de mecanizado de 5 ejes, Ledvon dice que una calibración o verificación cinemática flexible de la máquina es crítica. “El uso de la sonda de contacto de la pieza de trabajo y una bola de referencia montada en la mesa giratoria/inclinable de la máquina le permite usar un ciclo de calibración CNC e implementar la recalibración de la cinemática sobre la marcha, lo que garantiza una precisión de posicionamiento perfecta entre los cinco ejes móviles”, dice.
4. El sistema de control CNC de su máquina debe poder conectarse fácilmente a su red para que pueda enviar o recuperar información, como programas de máquina, y configurar hojas, dibujos de piezas y archivos DXF o IGES en caso de que tenga que programar en la máquina, aconseja Ledvon. “También es útil incluir un sistema dinámico de monitoreo de colisiones para proporcionar al operador una herramienta para mecanizar con confianza piezas complejas sin dañar la máquina o la pieza”, dice. “El CNC también debe ofrecer una gran biblioteca de herramientas para que pueda realizar un seguimiento de la vida útil y la disponibilidad de la herramienta. Esto ayudará a mecanizar la primera pieza a medida porque sabrá cuánto durará la herramienta y podrá terminar la pieza con confianza”.
5. Incorpore la inspección en proceso de su pieza y la herramienta de corte, dice Ledvon. “La mayoría de nosotros sabemos que no es aconsejable inspeccionar una pieza en la misma máquina en la que se fabricó, pero yo afirmo que si ha invertido en una máquina/herramienta muy precisa al principio, puede hacer una inspección de la pieza allí para, al menos, ver si está dentro de la banda de tolerancia que exige la impresión”, dice. “Si no es así, aún puede realizar un cambio rápido en la compensación o el programa de su herramienta y volver a mecanizar la pieza mientras aún está configurada en la máquina. Esto puede ahorrarle tiempo perdido más adelante en su inspección de metrología porque mecanizó la primera pieza a la medida correcta”.
