Hazlo bien a la primera, siempre

El mercado global transformó la manufactura en una competencia que exige constantemente tiempos de entrega más cortos, mejor calidad y menores costos de producción. Los procesos de manufactura individuales ahora son carreras hacia la línea de meta y, al final de cada carrera, comienza otra. Estas carreras interminables se ejecutan a velocidades cada vez mayores. A medida que las máquinas-herramienta aumentan sus tasas de corte y desplazamiento rápido, también aumentan los requisitos de seguridad, ya que estas velocidades más altas requieren que se gestionen todos los componentes de producción: la precisión y rigidez del husillo de la máquina-herramienta, el conjunto del portaherramientas, el dispositivo de sujeción de la pieza y la propia pieza son todos críticos.

Correr todos los días puede llevar el programa de mantenimiento de su máquina-herramienta al límite y dejar poco tiempo para que el equipo de soporte gestione otros aspectos importantes de su célula de producción. Los paros de producción no programados debido a problemas de máquina y herramientas ocurrirán durante la carrera. La eficiencia y la preparación son las únicas formas de reducir minutos de inactividad a segundos cuando se intenta mantener una máquina funcionando durante el mayor número posible de horas en la jornada laboral.

Mucho debe suceder detrás de escena antes de que un operador pueda presionar el botón de inicio de ciclo en esa máquina. También debería suceder mucho más mientras la máquina está en funcionamiento, pero en un taller típico esto no ocurre por diversas razones. La más común, “funcionó la última vez”, solo puede pasar por un tiempo antes de que algo salga mal.

Al igual que un conductor y su equipo de boxes tratando de capturar el primer lugar produciendo piezas de calidad con el menor costo, estas carreras interminables ejercen una enorme presión sobre sus máquinas, programadores, personal de configuración y operadores. En una carrera sin fin, su conductor y equipo de boxes deben estar completamente equipados.

Los retrasos nunca forman parte del plan de carrera, entonces, ¿cómo capacita y empodera a su personal de producción? ¿Qué recursos necesitan para reducir el tiempo de inactividad durante y entre las carreras? La atención al detalle en todos los frentes ayudará a lograr la máxima eficiencia en producción. El costo de atender estos detalles es mínimo comparado con las pérdidas operativas que genera una célula que no funciona al máximo rendimiento. No hay mejor momento que ahora para equipar a su personal de producción con los recursos necesarios para mantenerse en la carrera.

Una fórmula ganadora siempre incluye un equipo de programación bien equipado. Invertir una cantidad considerable de dinero en equipo y capacitación para los programadores proporcionará los recursos CAD/CAM necesarios para encontrar los ciclos más cortos en la carrera por la velocidad de producción. Si sus programadores tienen la ventaja del CAD/CAM, ¿qué ventaja está dando a su personal de configuración y operación? Después de todo, ellos son su primera línea responsable de mantener la máquina-herramienta en la carrera.

Más Tiempo en la Pista, Menos Tiempo en los Boxes

Después de que un programa se prueba con CAD/CAM, un buen equipo de producción puede enviar y aprobar una pieza en la inspección de primera pieza después de solo un intento. Con tiempo y recursos adicionales, su personal de configuración y operación también debería poder:

• Lograr una tasa de desperdicio cero
• Optimizar la vida útil de las herramientas
• Mantener la salud de la máquina-herramienta

La búsqueda de oportunidades para reducir costos debe incluir una revisión de las causas de todos los paros no programados de la máquina. Abordar estos paros permitirá implementar un plan para mantener a todos y todo operando continuamente al máximo rendimiento. Las inversiones son mínimas y el tiempo extra requerido por el personal operativo para ejecutar estas funciones se recuperará rápidamente mediante menos tiempo de inactividad y mayor calidad de las piezas.

Todas las métricas involucradas en el mantenimiento preventivo y la gestión del ciclo de vida pueden usarse para reducir los costos generales y aumentar la confiabilidad. Son absolutamente necesarias si se desea cumplir con todos los plazos de producción y alcanzar el nivel máximo en manufactura: una tasa de desperdicio cero. Gestionar el consumo de tiempo durante estas actividades es crucial... para aumentar las responsabilidades de su equipo de producción, primero debe asegurarse de que estén bien capacitados y con los recursos necesarios.

Dado que el rendimiento de la máquina-herramienta normalmente no se degrada en períodos cortos, lo que típicamente ocurre es que muchas pequeñas incidencias se acumulan hasta crear un problema. Identificar las causas de estas pequeñas incidencias, observar sus efectos y corregirlas lo antes posible es crítico para la salud a largo plazo de su equipo de producción y también de su personal de producción, porque cuando no hay fallas, nadie es responsable de fallas.

Lo que muchos consideran accesorios de la máquina-herramienta son en realidad necesidades para las empresas que aspiran a ser las mejores. Cuando desea hacerlo bien la primera vez y cada vez después de eso, es imperativo prestar atención adecuada y gestionar variables que no son depuradas por su sistema CAD/CAM. Específicamente, siempre se debe prestar atención a:

• Husillo de la Máquina
• Conjunto Portaherramientas
• Espacio de Trabajo en la Mesa de la Máquina

Estas variables no atendidas —insuficientemente modeladas durante la verificación de la trayectoria de la herramienta— pueden afectar las tolerancias de forma y posición, el tamaño de las características y el acabado superficial. Dado que sus sistemas CAD/CAM no consideran variables en la excentricidad del husillo o del portaherramientas, el rendimiento del cortador siempre será un problema. La rigidez del portaherramientas y de la pieza también es crítica para producir piezas de calidad aceptable.

Gestiona Tu Husillo de Máquina

Es posible justificar el costo de una nueva máquina proyectando el tiempo de inactividad y la pérdida de productividad debido a la antigüedad, desgaste y uso indebido. También es posible justificar el cuidado de una máquina existente. Ejercer la debida diligencia en el cuidado y mantenimiento puede extender el tiempo antes de que una máquina deje de ser competitiva.

La mayoría de las empresas siguen las pautas del fabricante para el mantenimiento, pero estas instrucciones no aseguran que la máquina continúe funcionando como si fuera nueva. En cambio, un programa de mantenimiento y cuidado profundo es su mejor inversión para mantener la máquina-herramienta en buen estado operativo y capaz de producir piezas de calidad.

Esto comienza con el husillo CNC porque su condición afecta directamente el rendimiento de la máquina-herramienta. Todos los que trabajan alrededor de una máquina deben ser alentados a limpiar y revisar su husillo con la mayor frecuencia posible. Su lista de verificación de gestión del husillo debe incluir la inspección de:

• Fuerza de Retiro del Pomo de Retención
• Cantidad de Excentricidad Dinámica
• Precisión de la Superficie de Acoplamiento
• Limpieza de la Superficie de Acoplamiento

Las herramientas necesarias para realizar estas funciones están disponibles fácilmente. Dado que la rigidez y precisión del husillo afectan directamente a la máquina-herramienta en su conjunto, debe adquirir un medidor de fuerza de tiro del pomo de retención para sus husillos. Pruebe la fuerza de la barra de tracción de manera regular. Si cae por debajo de cierto nivel, la vida útil de sus herramientas y el acabado superficial disminuirán.

Una baja fuerza de la barra de tracción también puede dañar su husillo y portaherramientas. El funcionamiento continuo de una máquina con baja fuerza de la barra de tracción permite que las dos superficies de acoplamiento del portaherramientas y del husillo se froten. Esta falta de rigidez entre el husillo y el portaherramientas puede generar fricción que degrada las superficies del portaherramientas y del husillo, provocando fallas prematuras. Esta condición de desgaste, que se manifiesta visualmente en portaherramientas y husillos, se denomina fretting.

Revise frecuentemente la excentricidad dinámica de sus husillos usando una barra de precisión, un cilindro de acero perfectamente concéntrico que mide la rotación del husillo respecto a su línea central. Menores excentricidades del husillo incrementan el rendimiento de la máquina-herramienta, prolongan la vida útil de las herramientas y, lo más importante, extienden la vida del husillo. La inspección visual y los calibradores deben usarse para verificar la geometría del husillo. El desgaste excesivo del husillo solo puede corregirse mediante rectificado, así que tome control del husillo de su máquina-herramienta.

Dado que la excentricidad de la máquina-herramienta proviene del desgaste de los rodamientos del husillo o de la geometría del husillo rectificado, estas son verificaciones importantes. Para operar correctamente, los husillos de la máquina deben mantenerse limpios. Cualquier partícula o contaminación que se acumule entre las dos superficies de acoplamiento causará desgaste, debilitando el ajuste e impactando gravemente la precisión de la máquina. Usar limpiadores de husillo para limpiar las superficies de contacto varias veces al día mejora la precisión y prolonga la vida de la máquina-herramienta, las herramientas de corte y los portaherramientas que se insertan en el husillo.

Existen portaherramientas especiales que utilizan la función de refrigerante del husillo de la máquina para limpiar automáticamente la cara del husillo. Todos estos procedimientos pueden integrarse en las operaciones diarias de su máquina-herramienta con un impacto mínimo o nulo en la capacidad de producción actual.

Gestiona Tu Conjunto Portaherramientas

La relación de la herramienta con el portaherramientas es tan importante como la relación del portaherramientas con el husillo. A diferencia de los husillos, que operan dentro del entorno controlado de la máquina, los portaherramientas pueden estar expuestos a muchos contaminantes alrededor del taller. Durante el almacenamiento y entre usos, los portaherramientas corren un alto riesgo de recoger aceites, polvo y otras partículas que pueden contaminar sus superficies. Limpiar el exterior de los portaherramientas es un paso importante antes de colocarlos en el cambiador de herramientas o en el husillo.

Antes de cargar una herramienta de corte en una máquina, se deben calificar varios factores. El proceso de ensamblaje de una herramienta puede introducir variables como:

• Excentricidad
• Balance
• Tamaño
• Rigidez

Para controlar estas variables, use componentes limpios y geométricamente correctos. El portaherramientas está diseñado para sostener la herramienta con suficiente fuerza de sujeción para superar las fuerzas de la operación de corte y entregar la herramienta a la línea central del husillo. Ambas funciones pueden degradarse por muchas formas de contaminación. La reducción de la fuerza de sujeción y las desviaciones de la línea central disminuyen el rendimiento de la herramienta, por lo que la limpieza es crítica para lograr la máxima vida útil de la herramienta y la tasa de remoción de material.

Todos los portaherramientas tienen más posibilidades de entregar la herramienta a la ubicación correcta y mantenerla firmemente cuando los componentes están limpios y libres de contaminación. Los portaherramientas complejos, como los mandriles de pinza, deben desmontarse y limpiarse completamente entre usos. Existen limpiadores para las superficies internas del cuerpo del mandril. La pinza elástica debe eliminar su contaminación con sistemas de limpieza como baños ultrasónicos o lavadoras de alta presión.

Una vez que todos los componentes estén limpios, puede comenzar el ensamblaje del portaherramientas. Este debe protegerse durante el ensamblaje y desensamblaje para no dañar las superficies. Existen dispositivos de ensamblaje de herramientas para ayudar a sujetar de manera segura los portaherramientas. Evite pinzas dentadas o ajustes flojos que puedan dañar fácilmente las herramientas y los ejes del portaherramientas. Cuando las herramientas y portaherramientas deben girar a altas velocidades, es crítico preservar sus superficies originales.

Cuando las velocidades del husillo requieren una herramienta balanceada, existen dos enfoques para entregar una herramienta calificada al husillo. El primer enfoque utiliza componentes balanceados y de precisión. Si todo está limpio y en condiciones de operación adecuadas, los componentes pueden ensamblarse y enviarse directamente a la máquina-herramienta. Si los componentes del portaherramientas y la herramienta de corte se fabrican con un nivel menor de precisión, pueden ensamblarse, balancearse fuera de la máquina y luego transferirse a la máquina-herramienta.

Los preajustadores de herramientas fuera de línea son excelentes para detectar y eliminar la excentricidad de los conjuntos de herramientas fuera del husillo de la máquina. También son la mejor manera de ajustar herramientas a tamaños específicos. Como dispositivo de medición e inspección, los preajustadores pueden inspeccionar y medir todas las formas de geometría asociadas con herramientas de corte complejas. En lugar del preajuste fuera de línea, se pueden instalar sistemas de sondas en las máquinas para medir y monitorear las longitudes de las herramientas.

Gestiona Tu Espacio de Trabajo en la Máquina

La manipulación de las piezas debe tratarse de la misma manera que los conjuntos portaherramientas. Si necesita un gran número de herramientas disponibles bajo demanda para satisfacer sus necesidades de producción, amplíe su cambiador de herramientas o intercambie rápidamente los conjuntos portaherramientas en el carrusel. Consecuentemente, si necesita un gran número de dispositivos de sujeción para producir todos sus productos, intercambie los dispositivos de sujeción o agregue mesas de máquina.

Duplicar mesas de máquina requiere mucho espacio y normalmente es prohibitivo en costo. Las piscinas de palets en centros de mecanizado horizontales han demostrado ser la excepción a esta regla. Si no puede duplicar mesas de máquina, entonces coloque y sujete el sistema de manejo de piezas de manera que el proceso de producción pueda comenzar sin necesidad de indicar en el dispositivo de manejo. La mayoría de las empresas optan por modernizar con un sistema de posicionamiento y sujeción de cambio rápido en su mesa de máquina para facilitar estos cambios.

Estos sistemas de sujeción deben proporcionar posicionamiento y sujeción rápidos, precisos y rígidos. Los sistemas de cambio rápido más comunes para mesas de máquina son:

• Placas de rejilla
• Sistemas de sujeción de punto cero
• Mesas deslizantes (para centros de mecanizado verticales)

Las placas de rejilla proporcionan una serie repetitiva de ubicaciones precisas de bujes que aceptan pasadores de posicionamiento para localizar