Las herramientas optimizan el proceso y la calidad de las piezas

Los fabricantes aeroespaciales y de defensa exigen tiempos de entrega más cortos, mejor calidad y menores costos de sus proveedores. A menudo, la cadena de suministro se centra en ofrecer un precio más bajo para garantizar consideración en el proceso de compra. Esta mentalidad, de competir por precio, no valora plenamente el impacto en la calidad del producto. Hoy en día, con el precio y el tiempo de entrega siendo iguales en la mayoría de las decisiones de compra, la calidad del producto será el diferenciador definitivo. La presión no solo la sienten los proveedores; las empresas aeroespaciales y de defensa exigen lo mismo de sus fabricantes internos que de sus proveedores externos.

Cada proceso de fabricación se ha convertido en una carrera hacia la meta. Al final de esa carrera, comienza otra. Carrera tras carrera, se ejerce una enorme presión sobre las máquinas, programadores, personal de configuración, operadores y herramientas. La programación computarizada y la verificación 3D de los programas de máquinas CNC permiten a los programadores entregar un conjunto de instrucciones calificado al taller. El programa CNC debería producir una pieza calificada cada vez. Pero, ¿qué sucede cuando las piezas no cumplen con las especificaciones del plano?

Inconsistencias debido al desgaste de la máquina y la repetibilidad del portaherramientas
Para garantizar una pieza consistentemente fabricada y calificada, así como reducir la cantidad de desechos, siempre se debe tener en cuenta lo siguiente. Todo el proceso de producción requiere un compromiso con la reproducibilidad y la repetibilidad para entregar piezas calificadas. Este proceso de producción incluye desde portaherramientas y herramientas de corte hasta sistemas de entrega de refrigerante y evacuación de virutas. Dado que los retrasos perjudican su plan de producción, debe capacitar al personal del taller con los recursos necesarios para mantener el tiempo de inactividad al mínimo y la calidad de la pieza al 100%. La atención al detalle en todos los frentes ayudará a alcanzar la máxima eficiencia de producción: cero desechos. El costo de atender estos detalles es mínimo en comparación con las pérdidas monetarias de una celda que no funciona al máximo rendimiento o, peor aún, está fuera de servicio por mantenimiento.

A medida que aumentan las velocidades de los procesos de las máquinas, la seguridad en el husillo de la máquina es más importante que nunca. Mayores velocidades y avances requieren que todos los componentes de la herramienta se gestionen como una unidad. En la industria aeroespacial y de defensa, donde se requiere un 100 % de éxito, conocer la precisión, reproducibilidad, repetibilidad y rigidez del husillo de la máquina, el conjunto portaherramientas y el sistema de sujeción es fundamental.

Empodere y equipe a su equipo de producción
La producción continua aumenta la probabilidad de que sus máquinas requieran más mantenimiento. Los problemas no detectados pueden dañar la máquina o provocar paradas para resolver problemas con el acabado superficial, el desgaste de la herramienta o la exactitud dimensional. El taller depende de la capacidad de obtener información actualizada sobre el rendimiento de la máquina y su capacidad de cumplir con las condiciones predefinidas (por ejemplo, descentrado del husillo y fuerza del tirador). La tecnología CAD/CAM proporciona al personal de programación las herramientas necesarias para lograr calidad de primera pieza en la pantalla de la computadora. Obtener los mismos resultados en la máquina puede ser más desafiante. Con los recursos y el tiempo adecuados, su personal de configuración y operaciones podrá lograr una tasa de desechos cero, optimizar la vida útil de las herramientas y mantener la salud de la máquina.

¿Necesidades o accesorios? 
Cuando se busca la perfección, lo que muchos consideran accesorios de máquina, se convierten en necesidades. Tener que hacerlo bien desde la primera vez y en cada uso posterior cambia la fórmula del éxito. No todas las variables de un programa CNC se pueden depurar en la pantalla de la computadora. En particular, siempre se debe prestar atención a problemas asociados con el husillo de la máquina, el conjunto portaherramientas y el sistema de sujeción. Si no se abordan, estas variables pueden generar problemas de producción interminables relacionados con tolerancias posicionales, tamaño de características, acabado superficial y vida útil de la herramienta. Comprender la precisión repetible y la rigidez de sus accesorios de máquina ayudará a implementar procesos capaces de producir piezas de calidad en todo momento.

Gestione el husillo de su máquina
Los husillos de las máquinas deben cuidarse adecuadamente. Puede prolongar el tiempo antes de que la máquina requiera mantenimiento o reparación mediante la diligencia debida. Comience con el husillo de la máquina, ya que su estado afecta directamente el rendimiento de la máquina. Todos los que estén alrededor de la máquina deben ser alentados a ayudar a gestionarlo. Deben estar disponibles herramientas y calibradores para limpiar, luego inspeccionar la fuerza de sujeción del tirador, el descentrado dinámico, la precisión de las superficies de acoplamiento y la limpieza de dichas superficies.

La rigidez del husillo también afecta directamente a la máquina, por lo que es recomendable adquirir un calibrador de fuerza de tracción del tirador para probar sus husillos. Verifique regularmente la fuerza del tirador para asegurarse de que no caiga por debajo de niveles aceptables. Fuerzas bajas afectan la vida útil de la herramienta, el acabado superficial y la salud del husillo. La falta de rigidez entre el husillo y el portaherramientas puede generar fricción que degrade las superficies, llevando eventualmente a la falla del husillo. También es recomendable verificar con frecuencia el descentrado dinámico de los husillos usando una barra calibradora de precisión, un cilindro de acero perfectamente concéntrico que mide la rotación del husillo respecto a su línea central. Un menor descentrado aumenta el rendimiento, prolonga la vida útil de la herramienta y, lo más importante, la vida útil del husillo. La inspección visual y los calibradores también deben usarse para revisar la geometría del husillo.

El desgaste excesivo del husillo solo puede corregirse mediante rectificado, así que gestione proactivamente la salud del husillo de su máquina. Los husillos deben mantenerse limpios. Cualquier partícula o contaminación entre las superficies de acoplamiento causará desgaste. Limpie frecuentemente las superficies de contacto del husillo y del portaherramientas. Limpiar los husillos debe ser una parte obligatoria de las operaciones diarias del taller.

Gestione su conjunto portaherramientas
La relación de la herramienta con el portaherramientas es tan importante como la del portaherramientas con el husillo. A diferencia de los husillos, que operan en un entorno controlado de la máquina, los portaherramientas pueden estar expuestos a contaminantes en el taller. Durante el almacenamiento y entre usos, los portaherramientas corren riesgo de acumular aceites, polvo y otras partículas que contaminen sus superficies. Los portaherramientas también pueden dañarse durante el montaje o desmontaje si se manipulan o procesan incorrectamente. Limpiar el exterior antes de colocarlos en el cambiador o husillo es esencial. Antes de cargar una herramienta de corte, varios factores deben ser verificados. Los preajustadores fuera de línea pueden localizar el descentrado en conjuntos de herramientas y calificar su posición.

La limpieza es importante
Para controlar las variables, es mejor contar con componentes limpios y geométricamente correctos. La limpieza es crítica para lograr la máxima vida útil de la herramienta y la eficiencia en el corte. El portaherramientas está diseñado para sujetar la herramienta con suficiente fuerza para resistir las fuerzas de corte y alinear la herramienta con la línea central del husillo. Ambas funciones pueden verse afectadas por contaminación. Reducciones en la fuerza de sujeción y desviaciones de la línea central disminuyen el rendimiento de la herramienta. Todos los portaherramientas tienen más posibilidades de entregar la herramienta a la ubicación correcta y sujetarla firmemente si los componentes están limpios y libres de contaminación. Los portaherramientas complejos, como los de pinza, deben desmontarse y limpiarse completamente entre usos. Hay limpiadores para las superficies internas del cuerpo del portaherramientas, y la pinza del resorte debe limpiarse con sistemas como ultrasonido o lavadoras de alta presión. Los componentes deben estar limpios antes del ensamblaje.

Existen dispositivos de ensamblaje para ayudar a sujetar los portaherramientas de manera segura. Evite mordazas dentadas o ajustes flojos que puedan dañar herramientas o vástagos de portaherramientas. Cuando se requiere una herramienta equilibrada, existen dos enfoques: el primero usa componentes precisos y balanceados. Si todo está limpio y en condiciones óptimas, los componentes pueden ensamblarse y enviarse directamente a la máquina. Si los componentes y la herramienta están fabricados para un nivel de precisión inferior, se pueden ensamblar y equilibrar fuera de línea.

Gestione su área de trabajo
El manejo de las piezas debe tratarse igual que los conjuntos portaherramientas. Si necesita muchas herramientas disponibles bajo demanda, debe expandir el cambiador o cambiar los conjuntos de portaherramientas en el carrusel. De manera similar, si necesita muchos dispositivos de sujeción, deberá intercambiarlos o agregar mesas. Para controlar la ubicación de las piezas y reducir tiempos de cambio, los fabricantes abandonan soluciones nativas de la máquina. Las mesas de ranura en T y topes finales tradicionalmente no proporcionan una interfaz rápida y precisa.

Los pallet pools en centros de mecanizado horizontales han ganado aceptación. Para empresas que no pueden duplicar mesas, se desea un sistema de manejo de piezas que permita iniciar la producción sin tener que indicar el dispositivo. La mayoría opta por un sistema de posicionamiento y sujeción de cambio rápido en la mesa de la máquina. Estos sistemas deben proporcionar posicionamiento y sujeción rápidos, precisos y rígidos. Los sistemas más comunes son placas en cuadrícula, sistemas de sujeción de punto cero y mesas transbordadoras.

Las placas en cuadrícula ofrecen una serie repetitiva de posiciones de buje precisas que aceptan pasadores de posicionamiento para ubicar la pieza. Estas posiciones se combinan con ubicaciones roscadas para sujetar abrazaderas y asegurar la pieza o el dispositivo de sujeción con rigidez suficiente para la producción. Los sistemas de sujeción de punto cero combinan posicionamiento y sujeción en un solo proceso. Se añade un tirador con referencia geométrica al dispositivo o pieza. El proceso atrae el tirador a una referencia de precisión para posicionamiento y sujeción simultáneos. Espacios pequeños se atienden con una sola ubicación de sujeción. Componentes más grandes requieren múltiples puntos de sujeción.

Janicki Industries (Sedro-Woolley, WA) implementó el sistema Unilock de punto cero para permitir que las piezas se preconfiguren en las mesas fuera del recinto de la máquina. El tiempo de inactividad de la máquina por cambios de configuración se limita al tiempo de entrada y salida con la grúa. Cada vez ganan popularidad las mesas transbordadoras, que consisten en un mecanismo de riel que conecta la mesa de la máquina con una posición de almacenamiento. Una mesa se utiliza para configuración mientras la otra se mecaniza. ¿Cuánto tiempo adicional de husillo hay disponible por día? La eficiencia de la máquina CNC depende de gestionar correctamente todos los componentes. Su personal operativo ya tiene las habilidades para implementar un procedimiento de gestión del husillo, el conjunto portaherramientas y el área de trabajo. Su departamento de programación puede unir todas las piezas. Solo necesita proporcionar los recursos y delegar responsabilidades a sus empleados para garantizar tiempo de producción y calidad.