Punzonado CNC de alta velocidad

Punzonado CNC de alta velocidad

Patrocinado por: Falta nombre

Comunicate con el proveedor:

Contactar

!noticia guardada!

Mantenerse a flote en la economía le exige a la gente de negocios operar de una manera inteligente, mediante reingeniería a los bienes y sistemas para fabricar mejores productos de una manera más eficiente. Hayward Pool Products Inc., fabricante de sistemas de calidad destinados al manejo de agua para piscinas residenciales y comerciales, está a la cabeza de su industria porque, justamente, está haciendo eso: diseñando productos eficientes y de larga vida, y reinvirtiendo sus recursos continuamente. Sus productos incluyen una línea completa con lo último en bombas, filtros, calentadores, limpiadores automáticos de piscinas y controles. La compañía fue uno de los primeros fabricantes que utilizó componentes plásticos en el diseño de productos para piscina.

Hayward Pool Products es una división de Hayward Industries, un fabricante de equipo de control de fluidos, que incluye aplicaciones especiales de ingeniería para uso industrial, lo mismo que sistemas avanzados de recirculación para piscinas residenciales. Establecida en 1923, hoy Hayward Industries es reconocida globalmente en tres segmentos del mercado: equipo para piscinas, filtros (coladores) para tuberías industriales, y equipo plástico industrial.

Como los negocios de Hayward han permanecido fuertes, aun con las recientes medidas económicas, la compañía reconoce la importancia de la mejora continua de sus productos y procesos y se ha posicionado estratégicamente para liderar el mercado por medio del desarrollo de nuevos productos y de inversiones en tecnología avanzada de producción.

Estudio de caso
En 2001 la compañía rediseñó su producto calentador de piso para mejorar el desempeño y la eficiencia. El rediseño del producto también hizo repensar a Hayward su proceso de producción. Hayward utilizaba un sistema de corte por láser de CO2 para procesar los componentes en lámina inoxidable calibre 14 del calentador, pero el nuevo diseño utilizaba lámina calibre 14 de acero aluminado, material poco apropiado para el procesamiento térmico.

Para fabricar el producto de una manera más eficiente, la compañía reemplazó el sistema láser por una prensa CNC de punzonado de torreta, la Global 20 1215, construida por Strippit/LVD. La prensa punzonadora fue instalada en la planta de Hayward en Nashville, en julio de 2002. La empresa, que se dedica a la producción de calentadores para piscinas, ocupa 6.000 metros cuadrados y emplea a 135 personas.

La prensa hidráulica de alta velocidad de 20 toneladas produce 510 golpes por minuto en centros de 1" (25 mm) y puede producir hasta 1.000 golpes por minuto en el modo reciprocante. Hoy, Hayward punzona piezas de material aluminado 25 % más rápido que con el sistema láser.

Una prueba de desempeño justificó la inversión
La decisión de adquirir una prensa de punzonado CNC independiente vino después de una completa justificación.

"Mientras el acero inoxidable se corta fácilmente con el láser, el acero recubierto aluminado disipa el calor del láser y debe ser procesado a unas velocidades de avance menores que el inoxidable --explica el gerente de manufactura de Hayward, Kendall Carter--. Sentíamos que punzonar la pieza de acero aluminado sería más productivo".

Carter y su equipo de ingeniería de manufactura compilaron una lista de piezas que podrían ser procesadas en una prensa de punzonado y consideraron el herramental requerido. Una matriz de funciones y beneficios fue utilizada para comparar las máquinas disponibles en el mercado. En la evaluación del equipo, el grupo consideró cuatro factores críticos:

Velocidad de punzonado. Para justificar la compra de una nueva prensa punzonadora, el equipo tenía que punzonar una pieza de muestra en menos de tres minutos. Esta cuantificación, que ayudaría a proporcionar los datos necesarios para proyectar los ahorros en costos, fue el elemento más importante para justificar el equipo. La pieza de prueba de Hayward fue la chaqueta superior del calentador más grande utilizado en su producto Serie H. La pieza tiene 325 huecos cortados, de 3,25" y orientación en cuatro direcciones diferentes.

Hayward tiene dos sistemas flexibles de manufactura compuestos por equipo de punzonado y corte. Con este equipo, se tardó aproximadamente ocho minutos en procesar la pieza.

Estaciones autoindexables. Hayward especificó un mínimo de tres estaciones autoindexables de 3-1/2" (88,9 mm). La compañía quería cuatro grandes estaciones autoindexables para utilización máxima. Las estaciones autoindexables permiten punzonar formas a cualquier ángulo e incrementan la capacidad del herramental al tiempo que reducen el tiempo de alistamiento.

Tamaño de la máquina. Hayward deseaba una máquina compacta que ocupara poco espacio en planta y pudiera ser utilizada en combinación con tres prensas plegadoras para crear un ambiente de celda de manufactura. Con dos sistemas flexibles de manufactura en sitio, el espacio en la planta de Hayward es un premio.

Confiabilidad. El ambiente de celda de trabajo necesitaba una máquina extremadamente confiable para mantener el tiempo efectivo de producción. Carter y su grupo buscaron una máquina rica en funciones, pero sin elementos auxiliares como los sistemas de manejo automático de materiales, que pensaban podían afectar la eficiencia del punzonado y la confiabilidad. En lugar de grandes láminas, las piezas debían procesarse a partir de piezas de trabajo cortadas, eliminando la necesidad de sistemas de manejo automático de material.

La prensa de punzonar Strippit satisfacía todos los criterios de selección de Hayward. Y lo más importante, proporcionaba la velocidad y la alta productividad que la compañía consideraba clave en el proceso de manufactura.

"En el momento de comprar la máquina, uno de los aspectos más importantes era el tiempo de ciclo de producción de piezas --dice Carter--. Estuvimos de acuerdo en comprar la Global 20 después que demostró que podía hacer la pieza en menos de tres minutos".

La prensa de punzonar tiene la capacidad de manejar piezas hasta de 60" x 49,2" (1524 mm x 1250 mm) y material hasta de 0,250" (6,3 mm) de espesor. Asegura una exactitud en piezas terminadas de ± 0,004" (0,10 mm) y una repetibilidad de pieza terminada de ± 0,002" (0,05 mm) con velocidad de eje de 120 m/min.

Carter y su equipo también se sintieron atraídos por la velocidad de los ejes X y Y de la Global, por su velocidad diagonal y por la rotación de la torreta.

La velocidad de la máquina y su productividad se deben en parte a un avanzado drive servohidráulico de la prensa, optimizado para operación de alta velocidad. Este nuevo sistema hidráulico de alta velocidad le da a Hayward flexibilidad en los ajustes y en las funciones que toman ventaja de la interacción intuitiva de control. Los operadores de Hayward pueden aplicar calibraciones especiales o alteraciones a las variables de la carrera de desplazamiento como la altura, la velocidad y el tiempo del carnero, para posteriormente maximizar las posibilidades de la máquina.

Una interfaz única de usuario, que proporciona despliegues gráficos del herramental para ayudar en la selección, hace la entrada de datos de herramienta un proceso simple. Los operadores de Hayward interactúan con una sencilla pantalla gráfica. No es necesario medir herramientas o hacer ajustes electrónicos para operaciones rutinarias de punzonado.

"Esta máquina virtualmente ofrecía ‘lo mejor de su clase’ en lo relativo a velocidad, durabilidad e interfaz de operador", comenta Carter.

Una manera más inteligente de punzonar y formar
En la búsqueda de formas más inteligentes para elaborar sus productos, Hayward indagó por una máquina-herramienta más inteligente. La prensa hidráulica programable de Hayward tiene perfiles de carrera totalmente programables y está equipada con la función Smart Stroke de Strippit, que calcula automáticamente la mejor altura de carrera y reduce la intervención del operador.

El Smart Stroke, que optimiza el ciclo de punzonado, determina la altura de carrera con base en el espesor del material y la distancia entre huecos. Esta función hace que la prensa sea más fácil de usar y proporciona un desempeño máximo de punzonado y flexibilidad para aplicaciones de punzonado y conformado.

Esta es una ventaja para Hayward, en la medida en que la compañía realiza en la prensa una variedad de operaciones de conformado, incluidos dobleces, offsets, huecos extruidos, ribetes con escalón, broches, lances y repujados.

"Sacamos ventaja del uso de la prensa hidráulica y de herramientas de conformado como lances, lances de pala, herramientas offset, entre otras más", dice Carter.

Aplicando un pensamiento esbelto
Más allá de lograr una mejor productividad en el punzonado y conformado, la prensa independiente también ha mejorado la utilización del material, al reducir los tamaños de lote y operar en un ambiente de manufactura esbelta.

Hayward trabaja principalmente con acero galvanizado recubierto, en espesores que van desde calibre 18 hasta 22. La compañía procesa unos 8 millones de libras de acero anualmente.

Procesar las piezas del calentador por anidado o agrupando diferentes piezas en la misma lámina de acero, ha demostrado ser una manera eficiente de utilizar los materiales. Mediante sus sistemas automáticos de punzonado, el uso promedio de las láminas es de 85 %, con lo que se desperdician 1,2 millones de libras de acero cada año.

"La prensa de punzonar ha incrementado la productividad en comparación con las piezas producidas en nuestras otras prensas --dice Carter--. Como ahora trabajamos a partir de piezas en bruto, la utilización de láminas se ha incrementado, lo que afecta la línea inferior de ahorro de material". Las funciones de la máquina hacen un mejor uso de cada pieza de trabajo.

"La Global fue la única máquina en su clasificación con fijadores programables, una función clave que, por programa, mantiene las fijaciones fuera de la zona del punzón de la torreta", anota Carter.

La prensa punzonadora está equipada con dos fijadores de piezas relocalizables y programables, que pueden ser programados a una posición en el carro X para luego ser individualmente relocalizados en una nueva posición dentro del programa de la pieza. Esto le permite a Hayward hacer un mejor uso de su material y eliminar las zonas de "no punzonado". Los fijadores de piezas también pueden ser distribuidos sobre 90º, lo cual proporciona mayor estabilidad cuando se punzonan láminas grandes.

La Global 20 concuerda con la estrategia de Hayward de manufactura esbelta, que le permite a la compañía practicar conceptos de flujo de una pieza y producir sólo la cantidad requerida por el cliente. Desde 1999, cuando inició la "manufactura esbelta", la empresa ha reducido los tamaños de lote, prestando un mejor servicio a los clientes y haciendo más rápido el ciclo entre modelos. Hayward ha mantenido en más de 99 % el estatus "a tiempo", lo cual es un importante logro para la compañía que tiene clasificada la satisfacción de sus clientes como una prioridad máxima.

Según Carter, las prensas altamente automatizadas de Hayward impedían la implementación del concepto de manufactura esbelta.

"Hemos encontrado que hay problemas cuando se utilizan sistemas automáticos con ‘sabor’ de manufactura automática --dice Carter--. Algunos de los problemas incluyen sobreproducción (teniendo piezas de relleno) y desperdicio excesivo, debido a la presencia de diferentes formas geométricas, al no poder utilizar totalmente la lámina de acero cuando las piezas son anidadas.

"En nuestra filosofía de manufactura esbelta de producir lo que se requiere, en la cantidad requerida, al mínimo costo posible y con calidad, el anidado de piezas no es la mejor práctica para Hayward", dice Carter.

La prensa de punzonar es utilizada en un ambiente de celda de manufactura. Las piezas punzonadas son alimentadas directamente a prensas plegadoras adyacentes para operaciones subsecuentes de conformado. El concepto de celda les adiciona productividad de alto nivel.

"Uno de los beneficios de trabajar en un ambiente de celda radica en que las piezas son procesadas hasta el final de una manera más rápida --explica Carter--. En lugar de punzonar piezas y permitir que se queden en el camino esperando el siguiente proceso, las convertimos inmediatamente en productos utilizables. Además, cualquier problema de calidad es rápidamente identificado antes que otras piezas puedan ser procesadas.

"En el alistamiento de la celda es también un beneficio para los operadores de conformado conocer cuándo sus piezas son punzonadas y los casos que requieran realimentación relativa a la calidad de las piezas y la calidad del punzonado", agrega Carter.

Mantener una mejor coordinación con producción
El cambio hacia la nueva prensa CNC también les permitió tener piezas que se acomodan mejor a su experiencia de manufactura y que dan a la compañía más control sobre el proceso de producción.

Históricamente, Hayward ha tenido dificultades para mantener el ritmo con sus necesidades de producción durante la época pico de estación, de enero a julio. Como resultado, 10 % de su carga de punzonado fue procesada fuera del taller. Con la adición de la prensa autónoma de punzonado, la compañía ha logrado traer estas piezas para trabajarlas allí mismo. Sólo un pequeño volumen, que por su forma intrincada y tamaño requiere ser procesado por láser, es procesado por un fabricante local.

La prensa de punzonar autónoma es utilizada para producir las chaquetas superiores de todos los modelos de calentadores de piso, chaquetas laterales para ciertos modelos de calentadores de piso y chaquetas prepintadas para la línea de calentadores de sobrepiso. La máquina también está siendo usada por el grupo de ingeniería de producto para aplicaciones en prototipos y en trabajos de investigación y desarrollo.

Al cambiar del sistema de corte por láser a la prensa de punzonar, Hayward también redujo los costos de mantenimiento. Para equipar con herramientas la nueva torreta, la compañía utilizó el inventario existente de herramental de máquina de estilo grueso.

"El costo para mantener y operar una prensa de torreta es mucho menor que el del sistema de corte por láser --dice Carter--. El láser tiene gases para asistencia del corte, espejos y otros elementos que muchas veces no se tienen en cuenta en los costos asociados con la producción de piezas".

La empresa también obtiene ahorros en el tiempo de alistamiento de máquina al estandarizar la carga de la torreta y producir un juego de piezas predeterminado de una manera repetitiva. Con cuatro estaciones autoindexables de 3,5" (88,9 mm), Hayward tiene la capacidad de utilizar multiherramientas para expandir el número de herramientas autoindexables y reducir aún más el tiempo de cambio.

La Strippit Global 20 1215 tiene una torreta de 30 estaciones con tiempo de cambio de herramienta, estación-estación, menor de un segundo. Los bujes guía de acero endurecido reemplazables eliminan el desgaste del hueco de herramientas de la torreta.

Transición suave
Un diseño simple de máquina y un control fácil de usar con gran capacidad de almacenamiento de programas, le ha ayudado a Carter a obtener beneficios inmediatos de la prensa de punzonado. Los operadores hicieron una transición fácil del controlador CNC utilizado en los sistemas automatizados de Hayward, al control Fanuc 180i de la Strippit.

"Con la gran capacidad de almacenamiento de código CNC, todos los programas de producción pueden ser almacenados en la máquina para un acceso instantáneo", dice Carter.

El control le permite al operador de la máquina editar, cargar o descargar programas durante la operación de la máquina para reducir aún más las exigencias de alistamiento. Una tarjeta interfaz de red proporciona una conexión directa al sistema de programación fuera de línea de Hayward.

El entrenamiento en la máquina es mínimo. "Para un operador experto, la máquina toma sólo unos minutos en aprender --anota Carter--. Mis otras máquinas, siendo mucho más complejas, requieren días para ser eficientes". La naturaleza de "fácil uso" de la prensa de punzonado ha hecho que Hayward produzca piezas rápidamente después de la instalación de la máquina.

Aprovechando el empuje
En menos de un año, Hayward ha logrado el retorno de la inversión. Según Carter, la utilidad está en la mayor productividad y eficiencia.

La adición de la prensa de punzonado les ha reafirmado en su misión de proporcionar productos de alta calidad y elevado valor para servir como un proveedor de equipo para piscinas.

Hayward, que continúa siendo reconocido como líder en sistemas de piscinas de agua, con la implementación del equipo de manufactura avanzada, hace que sus clientes tengan una buena vida.

Una prensa de punzonar hidráulica de torreta de 20 toneladas reemplaza el láser y mejora la productividad y la eficiencia del taller.

Te podría interesar...

Lo más leído

El secreto radica en las características particulares que ofrecen los diferentes grados.
Mecanizado

Se trata de Tiger·tec Gold, una generación desarrollada integralmente que garantiza su ren...

Miguel Durán・Jul 12, 2022
Imagen
Sistemas para impresión 3D

Es importante conocer qué se debe buscar antes de seleccionar una grasa y cuáles son los b...

Metalmecánica Internacional・Sept 22, 2022
Una red de grado industrial atiende necesidades muy distintas a una que va dirigida a un consumidor promedio.
Software e I4.0

Estas redes se componen de recursos 'delicados' que garantizan el control y el manejo de p...

Miguel Durán・Jul 14, 2022
Fabrica
Manufactura aditiva

La gestión de la producción debe ser adaptativa, capaz de ajustarse a diferentes necesidad...

Jose F. Pulido Jiménez・Jun 3, 2022