Marcando la diferencia con los preajustadores de herramientas

A medida que los tornos y las máquinas de torneado se orientan hacia modelos de herramientas de cambio rápido en lugar de herramientas tradicionales de barra, los preajustadores ofrecen beneficios al mantener la producción continua de virutas, reducir el error humano y aumentar la precisión.

Los operadores de tornos y los mecanistas de fresado vertical a menudo se consideran mundos aparte, sintiendo que existe un gran abismo entre los ejes vertical y horizontal, entre herramientas que giran y piezas que giran. Y, en muchos sentidos, esos operadores tienen razón. Pero cuando se trata de las propias herramientas, las diferencias no son tan grandes. De hecho, están evolucionando una hacia la otra y se parecen más cada año. Los preajustadores pronto se unirán a estas características compartidas.

No todas las máquinas herramienta cuentan con preajustadores integrados de serie, pero la mayoría o todas las máquinas de torneado populares sí lo tienen. Esta característica ha creado la percepción en el ámbito del torneado de que si está integrado, es suficientemente bueno y conveniente de usar. Esta actitud también es común en el mundo vertical cuando las máquinas herramienta tienen preajustadores integrados. Pero es importante recordar que un preajustador independiente libera a la máquina para hacer lo que fue diseñada: producir virutas. Un preajustador separado facilita la productividad de la gran inversión que representa esa máquina.

Cambio en el Enfoque de Herramientas

Históricamente, la mayoría de las herramientas de torneado eran herramientas de barra. Pero con máquinas más nuevas, vemos diferentes portaherramientas, y no solo el bloque con una herramienta de barra sujeta. Ahora, los portaherramientas modulares cónicos polygonales, HSK y Big Plus de cambio rápido buscan más versatilidad para cualquier máquina. A diferencia de un centro de mecanizado que tiene posibilidades prácticamente ilimitadas de cambio de herramientas según el tamaño del cambiador de herramientas, un torno está limitado a sus dos torretas. Este formato se traduce en un conjunto más pequeño de herramientas para cada operación.

Antes, se requería mucho tiempo de configuración para cambiar de un tipo de herramienta a otra, y el uso de herramientas activas era limitado. Ahora, con herramientas activas, el torno puede detener la pieza y realizar operaciones de fresado, roscado o taladrado, en lugar de girar la pieza, usar un inserto y remover material de esa manera. Este reciente cambio hacia herramientas activas brinda una nueva dimensión de capacidades operativas en tornos. En pocas palabras, con una configuración de cambio rápido, cambiar de una herramienta a otra es más rápido.

Pero, al mismo tiempo, las dimensiones de la herramienta que entra en la torreta deben conocerse y preajustarse para mayor precisión. Y aunque las herramientas pueden cambiarse más rápido, la velocidad a la que se usa el preajustador integrado no aumenta, lo que lo convierte en un factor limitante. En respuesta a este cambio y necesidad, los preajustadores ahora cuentan con capacidad de adaptadores.

El Lejano Oeste de las Máquinas Tipo Suizo

Aunque los preajustadores ahora tienen adaptadores para las principales variedades de portaherramientas, las máquinas tipo suizo marchan al ritmo de su propio tambor. Muchas máquinas de tornillo suizas tienen un portaherramientas único; otras pueden tener una barra. Esto significa que tradicionalmente las máquinas suizas estaban fuera del alcance de los preajustadores, simplemente debido al diseño de portaherramientas inconsistente y no estandarizado. El mecanismo de sujeción era propietario de cada fabricante. Aunque los portaherramientas se veían similares, las pequeñas diferencias entre unos y otros anulaban la utilidad de un preajustador independiente.

Sin embargo, últimamente, las máquinas de tornillo suizas están haciendo la misma transición hacia portaherramientas de cambio rápido que los tornos y máquinas de torneado han adoptado. Fabricantes de preajustadores como Speroni, disponibles en Estados Unidos a través de BIG DAISHOWA Inc., Hoffman Estates, IL, han comprendido que este cambio les brinda la oportunidad de ayudar a los operadores de máquinas tipo suizo de la misma manera que ya han ayudado a los operadores de tornos a mantener la producción de virutas. Speroni ha trabajado directamente con los fabricantes de máquinas de tornillo suizo, desarrollando su tecnología para coincidir con la suya.

Speroni/BIG DAISHOWA abordó sistemáticamente a los fabricantes de máquinas de tornillo para discutir los beneficios de los preajustadores con los usuarios finales. Con la cooperación de los fabricantes, Speroni desarrolló adaptadores para los preajustadores, destinados a facilitar la configuración de herramientas y, en última instancia, aumentar la productividad. Estas máquinas tipo suizo seguirán incluyendo de serie la capacidad de preajustar/configurar dentro de la máquina; Speroni simplemente ofrece una opción para realizar ese paso fuera de línea.

Tres Niveles de Entrada de Desplazamiento

Con un preajustador midiendo las herramientas para tornos, los operadores aún deben considerar el tiempo de entrada de información de desplazamiento. Los controles CNC son similares, ya sea en torneado o fresado vertical, por lo que el proceso del preajustador es similar en ambos casos. En el nivel más básico, los preajustadores imprimen etiquetas con dimensiones, desplazamientos, etc., y el operador debe ingresar manualmente la información impresa en la tabla de compensación de herramientas en el control. Si bien este método funciona bien para trabajos individuales, cambios de herramienta únicos o corridas de bajo volumen, Speroni ha incorporado nuevas tecnologías para optimizar el proceso y reducir errores humanos y trabajo manual.

En el caso de una configuración completa, o la configuración de una torreta completa cambiando cada herramienta de la máquina (usualmente al cambiar de un componente a otro), el post-procesamiento representa un avance en la prevención de errores. En este sistema, el preajustador crea un archivo con la información de desplazamiento y lo envía a la red, donde puede ser transferido al control mediante software DNC. Además, las máquinas de torneado más nuevas pueden localizar un archivo de programa de componente y cargarlo automáticamente. El programa se ingresa de manera similar a como se ingresaría en la máquina. La comunicación del preajustador solo complementa el desplazamiento. Esta tecnología de post-procesamiento elimina completamente el error humano—frecuentemente llamado “síndrome del dedo gordo”—y ayuda a minimizar el desperdicio que provoca.

El método de ingreso más confiable es la identificación por radiofrecuencia (RFID) para cargar la información de desplazamiento en el control. Un nuevo preajustador, una vez que ha medido los desplazamientos al final del ciclo, escribe todas las dimensiones en una etiqueta dentro del portaherramientas. En este sistema, el portaherramientas lleva consigo todas sus dimensiones y detalles de desplazamiento. Una vez que se coloca en la máquina, el control lee la etiqueta y actualiza la tabla de compensación de herramientas.

Estos tres niveles de seguridad de entrada tienen diferencias de costo. La impresión básica y entrada manual es la opción más económica—la impresora de etiquetas es el único gasto—pero los operadores están sujetos a errores de tipeo. El postprocesador es confiable y elimina errores de transcripción y tipeo, pero el archivo y la herramienta siguen siendo elementos separados. Si un operador ajusta las herramientas para una máquina y carga el archivo del postprocesador en la máquina, pero luego coloca la herramienta en otra máquina o en la torreta incorrecta (lo cual ocurre frecuentemente), todo el proceso queda comprometido. Para evitar estos errores, se utiliza cada vez más RFID, que es a prueba de fallos. La herramienta se mide, se coloca en la máquina, y luego la máquina (cualquiera que sea, en la torreta que sea) lee la herramienta. Este método es el más confiable.

Soluciones para los Retos Únicos del Torneado

Aunque el uso de herramientas de cambio rápido es cada vez más similar, los centros de mecanizado y los tornos aún presentan diferencias. Los preajustadores que ingresan al mercado de torneado han tenido que hacer cambios significativos, adaptaciones y adiciones para compensar.

A diferencia de un centro de mecanizado, la pieza giratoria de un torno y una herramienta estacionaria permiten al operador cambiar la orientación del filo de corte según la operación que se realice. Además, esta orientación puede no ser simétrica, como requieren las herramientas giratorias. Para esto, los nuevos preajustadores, como el Speroni Futura y el Speroni Magis, han reforzado la funcionalidad. Los modelos nuevos agregaron bloqueos del husillo en cuatro posiciones, cada uno a 90 grados, que no eran necesarios en herramientas giratorias.

Cada herramienta de torneado se bloquea en una de cuatro posiciones para ser medida. El operador solo necesita bloquearla con precisión en una de esas cuatro posiciones para medir la orientación en la que la herramienta debe cortar.

Otra opción que Speroni ha añadido específicamente para el mercado de torneado es una segunda cámara. Las herramientas de torneado no siempre están en la línea central como las herramientas giratorias, por lo que, según la herramienta, el operador necesita saber qué tan desplazada está del centro. La segunda cámara observa el filo de corte para que los operadores puedan calcular la distancia del filo respecto al centro. Esta es otra dimensión crítica tanto para programadores como para operadores.

La llegada de preajustadores independientes al mercado de torneado introduce un conjunto de capacidades que antes no estaban disponibles en los preajustadores integrados. Cualquier preajustador integrado puede calcular longitud y diámetro, pero los preajustadores independientes pueden medir geometrías adicionales, como ángulo de inclinación y radio de punta, que no eran posibles en máquinas de tornillo tipo suizo o en muchos tornos. Los insertos pueden tener variabilidad, incluso entre los de la misma caja o lote. Además, las herramientas pueden colocarse simplemente en el cajón equivocado. Los preajustadores independientes, diseñados específicamente para el mercado de torneado, eliminan el error humano.

El enfoque principal de Speroni y BIG DAISHOWA en el mercado de tornos y máquinas de tornillo suizo es prevenir errores y aumentar la productividad. Con esto en mente, los preajustadores Magis y Futura, enfocados en torneado, actúan como los ojos del operador y proporcionan seguridad del proceso e información sobre el ángulo de inclinación y el radio de punta. Las herramientas se están volviendo más complejas y entran en juego nuevos materiales. El inserto debe ser adecuado desde el primer uso. El preajuste es, por tanto, un asunto de control de calidad entrante. Muchos fabricantes ya consideran estos factores para barras de materia prima en auditorías de metalurgia. Ahora, incluso más control de calidad previo al proceso está disponible para el mercado de torneado mediante esta nueva generación de preajustadores.