Dispositivos de sujeción inteligentes

Los potenciales de la tecnologí­a de sujeción en una operación de manufactura optimizada se destacarán en EMO Hannover 2017, a realizarse del 18 al 23 de septiembre en Alemania. Los procesos de manufactura integrados digitalmente, los dispositivos de sujeción inteligente y, también, la manufactura aditiva, desempeñarán un papel crucial.

Bernt Ritz, consultor de Tecnologí­a, Normalización y Herramientas de Sujeción en la Asociación de Herramientas de Sujeción de la Federación Alemana de Ingenierí­a, describe las tendencias que los fabricantes de tecnologí­a de sujeción están abordando actualmente:

el aumento progresivo del mecanizado de materiales compuestos, componentes ligeros, de paredes delgadas y miniaturizados.

la individualización de piezas de trabajo y tamaños de lotes concomitantemente más pequeños.

mayor exactitud de concentricidad y cualidades de balanceo para portaherramientas.

procesos de fabricación totalmente automatizables y monitoreo de procesos confiable.

posicionamiento automatizado de la pieza de trabajo.

creación de redes e identificación inequí­voca de componentes de tecnologí­a de sujeción.

implementación de tecnologí­a de sensores para la adquisición y transmisión de datos.

configuradores en lí­nea para componentes de sujeción.

Según Jí¼rgen Fí¶rster, gerente de Ventas de AMF Andreas Maier, "la mayorí­a de los clientes han comprendido la importancia y el potencial de la tecnologí­a de sujeción en una operación de manufactura optimizada. Mientras que, por ejemplo, el enfoque principal solí­a ser en máquinas herramienta más rápidas o vidas útiles más largas de los materiales de corte, hoy en dí­a la tecnologí­a de sujeción tiene al menos la misma importancia percibida”.

La automatización juega un papel importante en este contexto. Las diferentes opciones de recuperación y la comunicación concomitantemente sin interrupción con la máquina herramienta se consideran hoy en dí­a caracterí­sticas estándar. Fí¶rster afirma que "vemos una tendencia muy definida hacia una combinación de diferentes métodos de sujeción. La tecnologí­a de sujeción de punto cero suele constituir la base y se complementa con sistemas hidráulicos, magnéticos o neumáticos para formar un conjunto modular flexible”. La conexión y comunicación sin interrupción entre los dispositivos de sujeción y la máquina herramienta son factores cruciales para una solución de fabricación optimizada con respecto a la Industria 4.0 y a los componentes asociados.

Selección del dispositivo de sujeción correcto

Dependiendo de las herramientas de corte de metal utilizadas, explica Rolf Ehrler, gerente de producto de Dispositivos de Sujeción y Herramientas de Fresado en Gí¼hring, "los dispositivos de sujeción de herramientas se están volviendo cada vez más especí­ficos, lo que significa que paralelamente al desarrollo de herramientas de alta precisión también estamos viendo una diversificación recí­procamente implicada de los dispositivos de sujeción”. Ehrler es escéptico cuando se trata del papel de los dispositivos de sujeción “inteligentes” en las operaciones de manufactura en red. “Se están investigando portaherramientas inteligentes (sensoriales e inteligentes), pero debido a la falta de redes no es todaví­a adecuada para un uso con cobertura total". En su lugar, aboga por “dispositivos de sujeción dimensionados y seleccionados de forma óptima", con los cuales las herramientas de corte de metal pueden ser utilizadas para alcanzar un desempeño mejorado en el mecanizado y vidas útiles más largas.

Mandriles extremadamente delgados gracias a la manufactura aditiva

En una operación de manufactura integrada digitalmente, la tecnologí­a de sujeción desempeñará un papel crucial ya que, para un proceso óptimo, la cuchilla a menudo debe acercarse al punto de trabajo sobre el componente más de lo que habí­a sido hasta ahora posible. Para este propósito, se requieren mandriles extremadamente delgados sin ninguna pérdida de desempeño. Esta estipulación está siendo atendida por Mapal con sus mandriles de expansión hidráulica de contorno delgado, que permiten que la tecnologí­a de sujeción de expansión hidráulica se emplee donde los mandriles de encogimiento eran la única opción. Esto es posible gracias a la manufactura aditiva: el área funcional se deposita en el cuerpo principal fabricado convencionalmente usando fusión selectiva por láser.

Dado que el mecanizado en seco representa una parte progresivamente mayor de los procesos de fabricación involucrados (no menos por consideraciones ambientales), la estabilidad térmica de los mandriles es crucial. Gracias a la manufactura aditiva, se puede prescindir de la unión soldada crí­tica entre el manguito de sujeción y el cuerpo principal. Esto significa que los mandriles se pueden utilizar en un proceso confiable a temperaturas de operación de hasta 170° C. La manufactura aditiva, citando a Jochen Schmidt, gerente de producto de Tecnologí­as de Sujeción en Mapal, "crea conceptos completamente nuevos para la tecnologí­a de sujeción, ofreciendo un valor agregado para el cliente en términos de fiabilidad y costos del proceso".

Schmidt coincide en que las operaciones de producción en masa exigirán cada vez más mandriles que puedan integrarse en estructuras de fabricación inteligentes con un alto grado de automatización. "Todos los componentes del sistema tienen que estar disponibles para redes digitales". Los mandriles para herramientas son generalmente usados solo en aplicaciones de sujeción directa así­ como para diámetros pequeños.

Sistemas modulares para aplicaciones flexibles

“Hay una tendencia hacia sistemas modularizados altamente compatibles que permiten que cada tarea de sujeción sea resuelta de manera inteligente y asequible y, al mismo tiempo, asegure un alto nivel de consistencia entre diferentes máquinas", señala Markus Michelberger, gerente de ventas de Tecnologí­as de Sujeción en Schunk. Los factores de automatización, flexibilización y digitalización serán en el futuro determinantes para el éxito en las operaciones de producción: "con la ayuda de sensores, los dispositivos de sujeción podrán controlar muy pronto la fuerza de sujeción. Si esto disminuye, o si se producen vibraciones, los parámetros de mecanizado se ajustarán automáticamente para asegurar un proceso fiable y una eficiencia máxima”.

Por ejemplo, el sistema inteligente "Magnos Force Measuring System", que se exhibirá en EMO Hannover, permitirá que la fuerza de sujeción sea continuamente adquirida en el caso de soluciones de sujeción magnética y los datos de proceso sean ajustados como respuesta. Además, según Michelberger, "con el primer módulo de sujeción de 24 V de punto cero controlado eléctricamente del mundo, estamos impulsando la tendencia hacia una máquina herramienta libre de fluidos y muy conectada".

Los componentes fabricados por manufactura aditiva tendrán una importancia creciente en los próximos años. "El mejor ejemplo son nuestras pinzas performativamente densas y multiuso, que por su alta fuerza de agarre pueden en algunos casos también ser utilizadas como dispositivos de sujeción”, comenta Michelberger.

El consenso general es que los sistemas de fabricación de mañana estarán completamente conectados en red y, con la ayuda de los dispositivos de sujeción y de los sistemas de agarre, obtendrán continuamente tanto su propio estatus como el de su entorno. Los puntos destacados de Schunk en EMO Hannover incluirán un sistema modular para la sujeción directa de piezas de trabajo y un sistema para sujeción de piezas fijas, complementado con dispositivos de sujeción con accionamientos eléctricos inteligentes.