Sistemas de sujeción para mecanizado

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Los sistemas de sujeción de cambio rápido continúan multiplicándose y volviéndose más flexibles en el ambiente de taller. Hasta hace pocos años, una máquina de pallets gemelos con un montaje de torres en grupo en cada pallet, era tecnología de avanzada. Muchos talleres empleaban herramental duro, pero no eran muy flexibles. Cuando se utilizaban prensas en las torres, estas no contaban con las mordazas mecanizadas intercambiables y con algunas otras características, lo que no las hacía realmente flexibles.

Ahora, los talleres más progresistas son equipados con verdaderos sistemas flexibles que combinan dos máquinas, un robot paletizado y numerosas torres en grupo. Estos grupos de torres son cargados rápida y fácilmente fuera de línea, en pallets móviles preprogramados para moverse automáticamente entrando y saliendo de los centros de mecanizado. El sistema de sujeción de piezas, muy flexible, emplea placas mordaza mecanizadas intercambiables para evitar el uso de fijaciones especiales.

El objetivo es lograr que los centros de mecanizado corten sin parar, incluso cuando mecanicen diferentes piezas y los lotes varíen de pocos a cientos de piezas. En parte, esto se debe a los alistamientos fuera de línea en las torres Kurt Cluster. Con los actuales centros de mecanizado multitarea de fácil programación, entre más torres se puedan cargar y tener listas en un pallet robotizado, más tiempo operarán las máquinas sin parar y sin atención.

La clave de esta metodología fue aplicada en la empresa Choice Precision Machine Inc., de Whitehall, Pensylvania, donde utilizan 30 prensas Kurt Cluster Towers, 24 de ellas especiales al alistamiento de uno de los sistemas gemelos Mazak Palletech. Este sistema se emplea para mecanizar piezas utilizadas en sistemas de inserción de grandes periódicos, en conjuntos automatizados de sellos y prensas estopas para la lubricación de sistemas de amarre y biomecánicos.

Choice Precision es una compañía relativamente nueva, que inició actividades en 1992. Sin tener la carga de viejas tecnologías y la filosofía que hay detrás de ellas, esta compañía da la imagen y actúa como una empresa innovadora en todos los aspectos. Con 30 empleados altamente calificados, las instalaciones de Choice Precision disponen de una docena de los más modernos centros de mecanizado, sistemas de diseño asistido por computador, una larga lista de equipo de soporte y el mejor equipo de medición y ensayos.

Las piezas que Choice Precision fabrica tampoco resultan muy comunes. Muchas son fabricadas en inconel, hastaloy y acero inoxidable. Algunas otras, de materiales compuestos como PVC y delrin. Las tolerancias son muy ajustadas, del orden de 0,0002".

Los arreglos son necesarios para la producción de piezas
"Nuestros clientes pueden necesitar una pieza o 3.000. Una corrida de 500 piezas puede tardar un día, mientras que la corrida de tan sólo 100 piezas de alta complejidad puede requerir todo un mes. La variación en la complejidad de las piezas y del tiempo requerido por ellas puede ser muy amplia. Pero con los alistamientos fuera de línea utilizando las torres y mordazas mecanizadas de Kurt en el sistema Mazak Palletec, realmente estamos en capacidad de maximizar nuestra productividad. Siempre hay una torre en proceso mientras las otras están en fila", comenta Mike Stufflet, supervisor de taller de Choice Precision.

"Con nuestra cuidadosa programación, uno de los dos Mazak trabaja 24 horas al día, alternativamente, seis días a la semana. Contamos con dos operadores para el sistema Palletech (uno trabaja 10 horas y el otro 11 horas al día). Intercalando los turnos y el flujo de producción, estamos en capacidad de operar uno o, en ocasiones, los dos Mazak continuamente y sin atención durante largos períodos. Hacemos una gran cantidad de remoción de material a alta velocidad y este arreglo del FMS es el más eficiente para satisfacer justo a tiempo a nuestros clientes de acuerdo con sus necesidades", agrega Stufflet.

Cabe anotar que con el controlador único del sistema Palletech, Choice Precision puede seleccionar al azar diferentes piezas para su mecanizado o producir la misma pieza una detrás de otra sin interrupciones. La programación dinámica permite una fácil selección de piezas para trabajos urgentes.

Aumento de la capacidad de fijación de piezas en el sistema flexible de mecanizado (FMS)
Los Mazak gemelos FH580/40 de Choice Precision operan hasta 12.000 rpm con un tiempo de cambio de herramientas metal-metal de 3 segundos. Estas máquinas son utilizadas para una combinación de operaciones de fresado, taladrado, roscado y alesado. Tienen velocidades de desplazamiento transversal de hasta 1.968 ipm en todos los ejes y de hasta 15 HP en el husillo. Están equipadas con intercambiadores automáticos de herramientas que soportan cada uno hasta 120 herramientas. El desplazamiento máximo es de 28" en el eje X, el máximo desplazamiento transversal es de 24" en el eje Y, y el máximo desplazamiento del husillo (eje Z) es de 25".

"Trabajamos estas máquinas casi en el máximo de su capacidad, 12.000 rpm con altas velocidades de avance –afirma Stufflet–. Por esto necesitamos una rígida sujeción de piezas. La compañía escogió las Kurt Cluster Towers de hierro en lugar de las de aluminio por su rigidez y estabilidad. No tenemos que preocuparnos por la vibración o el castañeo porque los cuerpos de hierro dúctil de las prensas amortiguan cualquier tendencia a vibrar cuando se realizan operaciones agresivas".

Fabricadas en hierro dúctil de 80.000 psi, estas Kurt CT6 D4 Cluster Towers tienen una rigidez 2,5 veces mayor que la del aluminio (el amortiguamiento de las vibraciones del hierro dúctil es 20 veces mayor que el del aluminio). Kurt ofrece varias opciones de placas de mordaza intercambiables para proporcionar a los usuarios de alta densidad soluciones de fijación, como es el caso de Choice Precision. La precisión en la sujeción de estas opciones depende del mecanismo de fijación de la prensa y de su exactitud. Para asegurar esto, todos los cuerpos de prensas en las torres de 6" emplean el diseño Anglock, que asegura que la mordaza móvil no se levante. Además, las camas de las prensas son endurecidas, lo mismo que las placas de mordaza.

Cada prensa tiene un tornillo de acero endurecido que se fija a mano rápida y fácilmente, con una fuerza de hasta 10.000 libras, lo que constituye un poder de agarre preciso y repetible.

Choice Precision mecaniza las mordazas de las prensas de sus torres para satisfacer las necesidades individuales de fijación de piezas. Cuando es necesario, estas mordazas modificadas proporcionan una exactitud repetible de montaje de piezas de ± 0,001". Las mordazas son un sustituto económico de las fijaciones especiales de gran peso y de difícil movimiento, además de que pueden ser fácilmente organizadas y almacenadas cerca del sistema de pallets.

"Este es un buen sistema porque todos los componentes, desde las máquinas hasta las torres de fijación y las mordazas, son modulares –agrega Stufflet–. Podemos adicionar hasta ocho máquinas más y aumentar los pallets y las torres de sujeción en la medida en que crezcan nuestras necesidades".

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