Multitasking: integración de tareas en el mecanizado

Máquinas multitasking: piezas de calidad en menos tiempo y coste

No hay mejor manera de empezar este trabajo que citando la siguiente idea, que puede abrir la línea general que buscamos presentar y discutir en este artículo.

“Estos últimos años nos han enseñado sin duda, que con fabricantes enfrentándose día a día a la dura competición, la producción de piezas de calidad en menos tiempo y menos coste es la tierra prometida que todos queremos alcanzar. ¿Pero cómo llegar hasta allí? Para algunos es como una isla remota escondida quién sabe donde en un océano turbulento y con un solo remo como ayuda. Sin embargo, para otros, es a la vista - una hazaña a lograr - si bien con la ayuda de algunas nuevas tecnologías” [Vytas Cijunelis, Midwest Operations Manager for DP Technology].

El multitasking es una tecnología que lleva tiempo entre nosotros (unos diez años), pero no ha sido hasta hace poco cuando se ha convertido en un tema de actualidad, ya que muchos usuarios han descubierto sus ventajas o las han intuido por observación de otras empresas. De hecho, muchas empresas que antes nunca habían pensado en adquirir una máquina multitarea lo han hecho recientemente, o está pensando en hacerlo, por el aumento de la productividad que ofrecen y precisión.

Los últimos años están siendo un continuo desafío, y las piezas son cada vez más complejas. De hecho, los requisitos de las piezas parecen ser más exigentes cada día que pasa, posiblemente debido al extendido uso de los sistemas de diseño sólido 3D. Temas como los cambios de diseño, la estética y la fabricación entran en juego más que nunca, una combinación que genera cambios en los procesos de aguas abajo, incluyendo la fabricación. Ahora vemos piezas de torno con diseños que requieren procesos de fresado y piezas cuyo diseño se ajusta más a un centro de mecanizado, pero que a su vez también requieren operaciones de torneado. Por tanto de cara a estar al día con las nuevas geometrías de las piezas, manteniendo los bajos costos, las máquinas multitasking se están convirtiendo rápidamente en el medio tecnológico para llegar a ese objetivo.

Las pregunta a realizarse debe ser por los posibles usuarios es: '¿Cómo puedo mecanizar en menos tiempo?','¿Hay alguna forma de mecanizar que reduzca el número de atadas, utillajes y máquinas?'

Respondiendo a estas cuestiones, este tipo de máquinas incorporan múltiples posibilidades de mecanizado reduciendo el gasto común en las máquinas y operaciones convencionales.

• Menos retrasosya sean de máquina o humanos, los tiempos de espera se ven muy reducidos a una secuencia continua de operaciones de mecanizado.
• El espacio de trabajo generalmente se ve reducido a una simple configuración entre torretas y cabezales de mecanizado que se mueven de una posición a otra en cuestión de segundos.
• Calidad de la pieza mejora considerablemente ya que no está sometido a cambio de origen de referencia de cada programa de CNC. Toda la pieza se produce con un mismo cero de pieza.
• Cambios de herramienta, controlados por el programa de mecanizado y realizados en muy poco tiempo.
• Movimientos en vacío que no aportan nada al mecanizado han sido prácticamente eliminados.
• Espacio en planta se limita a la ocupación de la máquina que realiza todas las operaciones de la pieza no siendo necesario máquinas extra.
• Transporte en fábrica no son necesarios porque la pieza se mantiene en la misma máquina.
• De días a horas. Por ejemplo, considerando las ventajas que la tecnología multitasking aporta a la hora de mecanizar un generador eléctrico, componente que puede ser mecanizado en este tipo de máquinas, se puede ver reducido el tiempo de mecanizado de 47 horas a unas 7 horas (600% de mejora), considerando los beneficios que esto supone.
• Beneficio: La amortización y la inversión mejoran y la inversión en tecnológica se recupera más rápidamente.
• Reducción de gastos directos: El número de maquinas se puede reducir de cuatro a una y los utillajes de seis a uno.
• Reducción de gastos generales: El número de operario se ve reducido al tiempo que lo hace el número de máquinas a utilizar.
• Reducción gastos indirectos: El hecho de sustituir una serie de máquinas por una sola requiere menos planta de taller, se reduce el impacto ambiental y el movimiento de material por la planta es más eficiente.

Una empresa innovadora debe cambiar de una producción basada en el pronóstico a una producción dependiente de la demanda, a la vez que se producen importantes reducciones en el inventario en proceso.

Tipos de máquinas

En las figuras se observan diferentes máquinas Multitasking. En el caso de la máquina de Stama se puede decir que es un centro vertical donde se ha integrado un cabezal de torno. Sin embargo, en el caso de Nakamura, Mazak, WFL o Mori Seiki la configuración se asemeja más a un torno en el que se ha integrado un cabezal de fresado. Esta idea puede reflejar la procedencia desde la que se parte en su diseño. Pero cada vez es más difícil su clasificación y pueden ser considerados en general como máquinas multieje.

Mecanizado simultáneo con dos herramientas para equilibrar las fuerzas de corte

Los usuarios de máquina-herramienta están continuamente debatiéndose entre la necesidad de mantener una alta calidad en el mecanizado y la necesidad de reducir tiempo de mecanizado. Una solución a estos problemas son las máquinas equipadas con dos torretas. Estas máquinas permiten un mecanizado equilibrado, dos herramientas se encuentran cortando simultáneamente.

El corte simultáneo con dos herramientas es más rápido, y al mismo tiempo unas fuerzas de corte equilibradas contrarrestan la deformación que puede provocar en las piezas delgadas la presión de una sola herramienta. El mecanizado equilibrado ha sido históricamente utilizado en las operaciones de torneado, pero desarrollos recientes en las maquinas y en los softwares de CAM están expandiendo la tecnología de mecanizado equilibrado a las operaciones de fresado. El mecanizado equilibrado en una máquina de torno-fresado puede resultar mejor que un centro de mecanizado tradicional para el mecanizado de ciertas piezas.

Integración de otros procesos: láser y metrología in process

Además de operaciones de mecanizado, existen otras funciones que se integran en las nuevas máquinas, entre ellas el uso de láser y de sistemas de medición.

Metrología In-Process

Conocer en qué condiciones está trabajando una máquina-herramienta en tiempo real ha sido siempre un sueño compartido tanto por el usuario de la máquina como por su fabricante. Se puede por lo tanto plantear aumentar la productividad, la precisión, la calidad del acabado o reducir el consumo energético según las prioridades de cada momento concreto.