Software CAM ayuda a mejorar tiempos de entrega

Algunas veces la necesidad que tiene un taller de entregar un trabajo en cuestión de días llega porque otro taller falló en la entrega, teniendo un programa de producción mucho más largo. Así que cuando un taller diseña su proceso completo de producción para entregar partes de calidad con rapidez, desarrolla naturalmente la reputación de ser una compañía a la cual dirigirse en tiempos de urgencia.

En tiempos recientes, EMC Precision Machining (Elyria, Ohio) se ha posicionado para entregar en estas situaciones, trabajos que otros talleres no han sido capaces de terminar a tiempo. Tener las herramientas correctas en sitio, desde el personal hasta las máquinas-herramienta y el software, ha sido el elemento integral para el éxito en este tipo de trabajo, y EMC ha usado su habilidad para atraer nuevos clientes y mantenerlos.

Desarrollo de una cultura
En 1925, Burton Ohlemacher dejó su trabajo como gerente de planta en Western Automatics, un predecesor de Moen Inc., para empezar su propio taller de mecánica con su padre. En 5.000 pies cuadrados de espacio, la compañía estableció el taller con una polea sobre-cabeza actuada por correa, que corría los ejes principales a un pequeño banco de tornos Brown & Sharpe para producir componentes de máquina. Hoy la compañía ocupa más de 40.000 pies cuadrados en la misma ubicación, y ha añadido una serie de máquinas suizas Citizen CNC, centros de mecanizado horizontal Makino y una gran variedad de tornos CNC para complementar su línea actual de máquinas de tornillo Acme Gridley. Ahora, 85 años más tarde, con la cuarta generación de miembros de la familia en la cabeza de la organización, la compañía continúa encontrando formas para sobresalir entre sus pares.

Generalmente, la compañía atiende OEM de una gran variedad de industrias: equipos industriales, potencia hidráulica y de fluidos, neumática, agricultura, aeroespacial, vehículos pesados y médica. Los materiales usados van desde acero inoxidable hasta plásticos, cerámicos, aluminio y bronce. Debido al involucramiento de la compañía en trabajos de prototipos, no es extraño encontrar corridas de parte de 25 piezas, aunque normalmente los trabajos varían entre 1.500 y 5.000. Algunos trabajos de alto volumen y gran precisión, tales como un juego de rodillos para un cortador de tubería, pueden tener corridas de parte hasta de 100.000.

En años recientes, EMC ha enfrentado más y más retos de mecanizado urgente a medida que tanto los clientes nuevos como los existentes se han dirigido a la compañía para producción de último minuto, cuando otros talleres han fallado en hacer lo que ofrecían. Brad Ohlemacher, actual presidente de la organización, explica: “Nosotros tratamos de ser los chicos a donde ir para mecanizado de emergencia en volúmenes de producción. Si alguien tiene un proveedor con un bajo desempeño en calidad o entregas, y necesita alguien que pueda diseñar rápidamente y armar el volumen de producción para cualquier componente de mecanizado preciso, nosotros podemos entrar”.

Mientras la experiencia de la compañía en estos tipos de trabajo lleva una larga trayectoria, el paquete CAM que ahora usa ha sido la clave para llevar el proceso de producción un paso más allá.

El software hace su marca
A principios de 2009, EMC tomó la decisión de hacer un cambio en su software de programación de partes. Según Dennis Marcell, gerente de ingeniería, la compañía escogió GibbsCAM, de Gibbs and Associates, por su versatilidad con centros de mecanizado horizontal. “Este paquete tiene muchos más programas para la gran variedad de máquinas-herramienta que existen. Está diseñado para correr cientos de tipos diferentes de máquinas, y cada vez que un constructor se presenta con una nueva máquina, parece que Gibbs tiene una actualización que se ajusta, en cuestión de semanas”.

La compañía usa el software CAM para casi todo su mecanizado suizo y horizontal. Los modelos 3D son desarrollados en SolidWorks y luego se importan en el sistema. Aunque el software tiene capacidad de modelado, Marcell siente que este es el método más efectivo para sus necesidades. “Usábamos SolidWorks antes de comprar el paquete CAM. Una vez usted entiende cómo hacer el modelado y cómo manipular el modelo 3D, se puede hacer fácilmente la transición al sistema CAM”.

Marcell ve las geometrías que el software provee y la velocidad a la cual los ingenieros han sido capaces de programar, como los principales factores que han ayudado a aumentar el éxito de la compañía en sus capacidades de mecanizado urgente. “La geometría de la parte resulta esencial porque ese es el punto de partida de todo lo que se hace en este negocio. Si no está correcta, no importa cuán bueno sea el software, usted va a obtener basura. Con GibbsCAM la geometría ha sido perfecta todas las veces con nosotros, y eso es grandioso. Todo lo demás puede superarse, pero si la geometría está mal, usted no tiene suerte”.

El software también ha ayudado a incrementar la productividad considerablemente y a disminuir el tiempo en cerca de 70%, desde que se recibe el trabajo hasta que se tiene ya en el taller, normalmente de 10 días a menos de tres. En una parte en particular, un cambio de diseño de último minuto requirió un movimiento de la producción en las máquinas suizas. Esta parte (véase columna lateral de la página 32), hecha de acero 1045 para un sistema de frenado en la industria de camiones todoterreno de servicio pesado, tomó sólo tres horas y media para programarla en Gibbs, desde el principio hasta el final. Según Marcell, habría tomado más de ocho horas hacerlo manualmente.

Los clientes se han acostumbrado a las capacidades de EMC y continúan llegando más trabajos. Una reciente serie de eventos trajo 240 nuevos números de parte en 90 días. Ohlemacher ve el desempeño más como una actitud entre los empleados. Aun con una economía difícil, la compañía ha trabajado duro para mantener muy altos sus niveles de servicio. En 2009, el desempeño en entregas a los clientes era más del 99%, y el desempeño de calidad era también extremadamente alto. Él comenta que “hemos trabajado duro para asegurarnos de que nuestros clientes están teniendo eso en cuenta, de modo que no les damos ninguna razón para ir a algún otro sitio. Tener esta creciente capacidad de hacer proyectos de necesidades urgentes ha funcionado muy bien para nosotros, y las herramientas a la mano nos permiten hacerlo”.

Simplificar la programación suiza
Las máquinas multipropósito, incluidos los tornos tipo suizo, pueden ser los CNC más difíciles de programar. Los patrones de herramientas pueden no ser tan complejos como aquellos para fresado en cinco ejes, pero coordinar los múltiples grupos de herramientas y husillos de estas máquinas, con tantas herramientas como sea posible trabajando simultáneamente, sin impactos o interferencias, generalmente es muy retador. Por eso se dio una gran consideración a la dinámica de estas máquinas cuando Gibbs and Associates desarrolló GibbsCAM MTM (mecanizado multipropósito), el módulo para programación de máquinas tipo suizo.

El software está diseñado para ser fácil de usar, incluso durante la programación de procesos complejos. Desarrollada para mecánicos, la interfaz de usuario usa lenguaje, iconos y una organización familiar para el taller y provee la flexibilidad para enfrentar los trabajos de diferentes formas, con opciones lógicas para el programador. El software también incluye integración de las operaciones de torneado, fresado y de servicio, sincronización de torretas y husillos, y posprocesador.

Las máquinas tipo suizo y otras multipropósito operan grupos de herramientas en programas sincronizados separados, o flujos, lado por lado. Estos programas incorporan códigos para torneado, fresado y operaciones de servicio sin cortes, tales como mover el subhusillo, el alimentador de barras o el sujetador de partes. Algunos sistemas CAM requieren hacer torneado, fresado y operaciones de servicio en diferentes módulos del software, forzando al programador a iniciar y salir del software repetidamente, luego cortar y pegar el código para combinarlo, ojalá en una secuencia útil. GibbsCAM MTM integra el torneado, el fresado y las operaciones de servicio de modo que el usuario puede moverse hacia atrás y hacia delante desde el torneado hacia el fresado y hacia las operaciones de servicio, en cualquier momento, con un clic del ratón. De esta forma, las operaciones se programan en una secuencia correcta, sin dejar el software, reduciendo normalmente la “solución de problemas” a una optimización simplemente.

El software provee tres formas de insertar las sincronizaciones o los códigos de espera críticos a la programación tipo suizo. Una es interactiva, donde el programador usa el Sync Manager para mostrar operaciones en diferentes torretas, lado por lado. Resulta especialmente útil para largas corridas de producción, donde la optimización del programa multiplica ahorros a través de miles de partes. El programador ve conflictos potenciales a través de flujos, y con un clic del ratón inserta una sincronización o un código de espera que une todas las operaciones opuestas para prevenir cualquier conflicto de movimiento.

Un segundo método aplica a controles que reconocen códigos especiales para condiciones de servicio y de máquina –configuraciones de los grupos de herramientas y husillos que trabajan juntos–, también llamados patrones de mecanizado o modos de máquina. Por ejemplo, las máquinas Citizen usan códigos G serie 600 para indicar los patrones de mecanizado Citizen. Para acomodar estos controles, la paleta Utility Palette del software permite seleccionar el servicio que identifica el modo de máquina deseado o el movimiento de no corte para algún sitio; luego inserta automáticamente el código de espera en la ubicación correspondiente en cada flujo para sincronizar el programa.

Con el tercer método, el programador simplemente inserta un modo de máquina (patrón de mecanizado) en el Sync Manager. El software reconoce en seguida el código y sincroniza automáticamente el programa a lo largo de todos los flujos involucrados con ese patrón de mecanizado. El programa permanece en sincronización en el modo escogido hasta que el programador seleccione Modos de máquina y cambie a otro patrón de mecanizado.

Una característica relacionada, Sync Control, notifica al usuario sobre movimientos en conflicto. Si el programador intenta una operación en un flujo que genera conflicto con una operación en otro, el Sync Control advierte y emite una alerta.

El sistema CAM también ofrece casi 800 posprocesadores para máquinas multipropósito suizas y no suizas, y el número continúa creciendo a medida que los constructores de máquinas-herramienta introducen nuevas máquinas y capacidades.

Para visualización y verificación del patrón de herramientas, GibbsCAM incluye el suavizado de partes cortadas (Flash Cut Part Rendering). Esta característica muestra la dinámica de remoción de material cuando el programador ejecuta el patrón de herramienta, el cual puede verificarse en proceso, antes de que se complete. Muchos programadores encuentran esta verificación muy útil después de una operación compleja o de varias operaciones simples, porque permite corregir errores cuando aparecen. El estado visual de una parte después de cada operación se convierte en material para la próxima, como si la parte estuviera en la máquina. Esto significa que la parte transferida al subhusillo se muestra con todas las operaciones anteriores en el husillo principal terminadas, de modo que la visualización de la remoción de material es precisa en cada etapa.

El Resumen de operación muestra parámetros de herramienta y tiempo de mecanizado para cada operación, y un tiempo de ciclo total. Algunos programadores usan esta característica para ubicar operaciones largas y determinar si es posible optimizarlas más. Una vez los programas son optimizados, los datos del Resumen de operación son usados normalmente para estimar trabajos, medir la productividad de la máquina y el operador e incluso para desarrollar incentivos basados en tiempo para los operadores de máquina.

El paquete completo GibbsCAM está diseñado para manejar la programación en todo tipo de máquinas CNC, desde sencillos tornos de dos ejes hasta fresado simultáneo en cinco ejes, pero el módulo de mecanizado multipropósito coloca la marca para programadores que quieren tomar ventaja de los múltiples husillos y torretas de un centro multipropósito multieje y de máquinas tipo suizo.