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Abril de 2006 Página 1 de 3

Cómo perfeccionar un proceso de mecanizado

Peter Zelinski

En lugar de inspeccionar las partes mecanizadas se debe conocer mejor el proceso, para verificar que las piezas son mecanizadas correctamente.

Siempre habrá incertidumbre. Por esta razón, no puede ser posible 'perfeccionar' realmente un proceso de mecanizado --por lo menos, no literalmente--. Pero ¿qué pasa si el alcance de toda la incertidumbre en el proceso pudiera conocerse por anticipado? ¿Qué pasa si se conoce que el error es tan pequeño que no comprometería la precisión que requiere la parte? Un proceso como tal podría considerarse 'perfecto' mientras se considere esa pieza particular. Podría confiarse en ese proceso para hacer esa parte, y esta sola confianza podría significar ahorros sustanciales.

Los usuarios de máquinas-herramienta no han confiado en sus procesos. Siempre ha existido un medidor al final (o una serie de medidores) para verificar si la parte ha sido mecanizada como se esperaba. Pero, ¿qué tal si se usa un medidor al comienzo? Es decir, ¿qué tal si se inspecciona primero el proceso, de modo que el taller pueda determinar anticipadamente si con ese proceso puede fabricarse la parte?

En el escenario descrito, un medidor autónomo, como una máquina de medición por coordenadas (CMM), no tiene que vigilar el proceso en una base continua. A cambio, la inspección con CMM de partes terminadas puede usarse para proveer una validación independiente sólo en aquellos casos que requieren validación. En otros casos, el proceso puede simplemente mantenerse en producir sin el CMM --elaborando partes que el taller sabe desde ya, que el proceso puede hacer.

Esta práctica de inspeccionar para medir el proceso en lugar de las partes se ha vuelto más común, porque los fabricantes reconocen cuánto pueden ahorrar no sólo inspeccionando con menor frecuencia, sino también evitando desechar esos resultados por no saber exactamente lo que el proceso puede hacer.

Dos personas que han ayudado a implementar esta estrategia de inspección en los talleres, trabajan para GE Fanuc Automation en Charlottesville, Virginia. Ellos son Mark Brownhill, gerente de servicios para máquinas-herramienta, y Jim Spearman, gerente de soluciones de máquinas-herramienta. Este artículo resume algunos de sus puntos de vista sobre medición y optimización de las capacidades de un proceso de mecanizado.

El primer paso, comentan, es identificar las fuentes de variabilidad. Esto es, identificar las múltiples razones por las que ocurren los errores de mecanizado.

¿Ley de Murphy?
Para comenzar, la máquina-herramienta por sí sola ofrece un lugar completo para el error. Una máquina-herramienta típica de tres ejes tendrá 21 grados de libertad, lo que se traduce en 21 fuentes potenciales de imprecisión. Además, hay elementos de fijación --los accesorios, abrazaderas, mandriles, prensas de tornillo y mordazas-- que añaden aún más grados de libertad.

Añada a todo esto la variabilidad inherente en otros elementos del proceso. El herramental, el material y cualquier medición necesaria y entrada de datos, introducen oportunidades para la variación. Y la variación de trabajo a trabajo puede venir de la forma como se escribe el programa para la parte, así como la simple acción del programador de seleccionar un método para producir una pieza en particular.

La variabilidad mencionada está presente desde antes que se mecanice la primera parte. Presione 'Iniciar ciclo' y muchas más fuentes de variabilidad entrarán en juego. ¿Qué tan repetible es la máquina? ¿Qué tan consistentemente se cargaron las piezas de trabajo? Y entonces, ahí está la variación que ocurre simplemente como resultado del mecanizado, tal como el desgaste de la herramienta o la fractura de la misma.

En pocas palabras, es mucho lo que puede salir mal. Pero aquí está el asunto: las fuentes de error son finitas. También se pueden medir, y en muchos casos, son improbables. Para lograr un proceso que no necesite ser vigilado, el taller simplemente identifica y 'fija' tantas fuentes de variabilidad como pueda --tal vez atacándolas en orden de dificultad--. Así, el taller establece una línea base del nivel de desempeño midiendo la variabilidad que permanece. Mejorando un proceso y luego midiendo lo que este puede hacer, el taller puede predecir con exactitud las tareas que deben ser asignadas a máquinas específicas.

Aunque hay muchas fuentes de variabilidad, todas caen en dos categorías básicas. La distinción es útil cuando se trata de atacarlas. Existen errores que afectan el "rendimiento del alistamiento"; estos son los errores que están presentes para la primera pieza mecanizada. Luego hay errores que afectan el "rendimiento de la producción"; estos son los errores que sólo entran en juego en el curso de la producción de un lote de partes. Mientras la primera clase de error tiene que ver con la precisión del proceso, la segunda se relaciona con la repetibilidad.

Producción más precisa
La precisión del proceso representa mucho más que la precisión de la máquina. Sin embargo, la precisión de la máquina es un componente fundamental.

Acerca del autor

Peter Zelinski

Desde hace ocho años, Peter Zelinski colabora con la casa editorial de Gardner Publications. En la actualidad es el editor ejecutivo de la Revista Modern Machine Shop.
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