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01/08/2020 | 13 MINUTOS DE LECTURA

Cómo un taller metalmecánico se enfoca en la automatización

Título original 'Cómo un taller se enfoca en la automatización'
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Tras una investigación paciente y una inversión inteligente, este taller aumentó sus capacidades de manera paulatina y se está adaptando a la manufactura desatendida para el trabajo de prototipos.

Peterson Machining es un taller de trabajos por excelencia. No solo realiza trabajos de alta mezcla y bajo volumen, sino que es un taller familiar que trabaja mediante relaciones personales con proveedores y clientes, y los propietarios le imprimen su personalidad, hasta el punto de ponerle apodos a las máquinas y tener un Mustang clásico en su estacionamiento.

Sin embargo, ser pequeño y familiar no es sinónimo de poca tecnología. El taller se basa en estándares exigentes, utilizando las mejores prácticas para mejorar los estándares y conseguir nuevos trabajos. Últimamente, esto ha implicado invertir en sistemas de automatización para trabajos de bajo volumen, así como avanzar hacia la producción desatendida.

Taller pequeño, ambiciones grandes

Todd y Ronda Peterson, copropietarios de la compañía, fundaron Peterson Machining hace 30 años en las afueras de Boulder, Colorado. Al principio, operaba una sola máquina-herramienta desde una sola nave en un parque industrial. Actualmente, la compañía es propietaria del edificio completo y hace uso de casi todo el espacio.

Peterson Machining se consolidó en la manufactura de partes complejas para las industrias aeroespacial y de radiofrecuencia. Para mantenerse competitivos, el taller invierte en tecnología que le permite a su personal maximizar su eficiencia.

Peterson Machining se consolidó en la manufactura de partes complejas para las industrias aeroespacial y de radiofrecuencia. Para mantenerse competitivos, el taller invierte en tecnología que le permite a su personal maximizar su eficiencia.

Al igual que muchos talleres de trabajos, Peterson Machining realiza una gran cantidad de trabajos de prototipos, además de algunos pedidos de alta producción.  Aproximadamente el 95% del negocio de la compañía trabaja partes de aluminio para las industrias aeroespacial y de radiofrecuencia, aunque en ocasiones también realiza partes de acero inoxidable, titanio y magnesio. Algo que los enorgullece es una pieza que la compañía hizo para una misión de la NASA a Marte, convirtiendo un bloque de aluminio de 66 kg en una pieza de 2.8 kg.

A menudo, lo que puede parecer una peculiaridad interesante tiene aplicaciones comerciales reales. ¿Por qué la compañía le tiene nombre a cada máquina? Según la Sra. Peterson, hace que sea más fácil rastrear cualquier problema encontrado en la inspección de calidad. ¿Por qué la empresa compra sus máquinas-herramienta por pares? Si el taller tiene que poner una fuera de línea para reparaciones, puede mantener la otra en funcionamiento. Los Peterson imprimen sus personalidades en el taller y, al hacerlo, mejoran su funcionalidad.

Si bien la carga de trabajo de la empresa ha crecido considerablemente a lo largo de los años, solo cuenta con nueve empleados y ocho máquinas-herramienta. A pesar de su pequeño tamaño, Peterson Machining ha podido crecer y prosperar, principalmente, gracias a la dedicación de los Peterson en invertir en tecnología que maximice las capacidades de sus trabajadores.

La guía Peterson para comprar máquinas

Los Peterson se enorgullecen del crecimiento y el éxito de su empresa, lo que en parte atribuyen a la cuidadosa y meticulosa investigación que realizan en cada máquina que compran. “Cuando invertimos en nueva tecnología, la examinamos cuidadosamente”, dice la Sra. Peterson.

“Cuando compramos una nueva máquina, buscamos tecnología que nos permita hacer algo que antes no podíamos hacer”.

Esto significa que Peterson Machining invierte constantemente en mejorar su versatilidad. Por ejemplo, en 2009, la compañía compró dos centros de fresado DMU 65 MonoBlock de cinco ejes a DMG MORI. Hasta este punto, la compañía no tenía capacidades de cinco ejes, pero en lugar de pasar a cualquier máquina que pudiera manejar fresado 3 + 2, los Peterson investigaron diferentes opciones.

Las primeras máquinas-herramienta de cinco ejes que compró Peterson Machining fueron un par de DMU 65 MonoBlocks de DMG MORI.

Las primeras máquinas-herramienta de cinco ejes que compró Peterson Machining fueron un par de DMU 65 MonoBlocks de DMG MORI. Estas máquinas les proporcionan un mecanizado completo de cinco ejes, así como magazines de herramientas que alivian la carga de los trabajadores en el taller.

Los Peterson querían capacidades completas de mecanizado de cinco ejes, pero eso por sí solo no podía justificar la compra. Al menos, no para la señora Peterson. “Antes de dejar que compren algo”, dice ella, “tienen que demostrarme que valdrá la pena”. Otro objetivo importante era desarrollar una automatización que pudiera acortar los tiempos de setup y mejorar la capacidad de la empresa para aportar trabajo adicional. La compañía también necesitaba algo que pudiera proporcionar un excelente acabado, así como tasas de avance decentes y, por eso, el Sr. Peterson pasó meses investigando sus opciones antes de elegir los DMU 65. Siguiendo la tradición del taller de darle un nombre a cada máquina, las llamó Eve-a y Maximilan.

Un punto de venta importante para el par de DMU 65 terminó siendo la cantidad de opciones disponibles. La compañía optó por equipar cada fresadora con un magazín de cambio automático para 60 herramientas, así como una sonda de herramienta láser Blum y una sonda de contacto para la verificación en proceso. “Para nosotros, la automatización se trata de liberar a nuestros muchachos para que hagan más con el tiempo que tienen”, dice la Sra. Peterson. “Los magazines de herramientas son parte de eso”.

Los magazines de herramientas de alta capacidad para las fresadoras de cinco ejes, DMU 65, le permiten al taller alistar las herramientas para múltiples trabajos.

Los magazines de herramientas de alta capacidad para las fresadoras de cinco ejes, DMU 65, le permiten al taller alistar las herramientas para múltiples trabajos. Esto también permite cambiar fácilmente las piezas de trabajo sin gravar el tiempo de los trabajadores.

Esto se debe a que los magazines de alta capacidad hacen posible que la empresa configure todas las herramientas para múltiples trabajos a la vez, lo que significa que cambiar de trabajo es tan simple como cambiar la pieza de trabajo. Esto libera al equipo para alistar otros trabajos, hacer ajustes a una pieza o abordar otros proyectos mientras los DMU 65 están funcionando.

Además, los controles Heidenhain de las máquinas están equipados con el Control de Protección de Máquinas (MPC) de DMG MORI. Este software proporciona monitoreo en proceso de torque y vibración para mejorar los acabados superficiales. Además, tiene una función de apagado rápido que detecta fallas y apaga la máquina rápidamente, a menudo lo suficientemente rápido como para evitar daños costosos.

Más que máquinas-herramienta

Los Peterson no solo acatan este espíritu cuando compran máquinas-herramienta, sino también en todas sus compras. Esto ha llevado al taller a invertir en diversas estrategias enfocadas en liberar tiempo para sus operadores, lo que a su vez ha llevado al taller a mejorar su productividad. Por ejemplo, compró un prealistador Speroni de Big Kaiser, al que llamaron Lux. El prealistador le permite al taller alistar herramientas mientras se ejecutan otros trabajos, ahorrando tiempo y liberando al equipo para que realice otros trabajos.

Peterson Machining imprime códigos de barras para todas sus herramientas después de prealistarlas con el Speroni.

Peterson Machining imprime códigos de barras para todas sus herramientas después de prealistarlas con el Speroni. Los mecánicos adjuntan los códigos de barras a los vástagos con clips.

Además, el taller ha comprado accesorios extraíbles de Big Kaiser, llamados etiquetas de datos, que pueden adjuntar a las herramientas. El usuario imprime un código de barras desde el presetter y lo pega al accesorio. Cuando la herramienta de corte se inserta en un magazín de herramientas, el mecánico suelta el accesorio y lo desliza sobre un poste conectado a la máquina que diseñó Peterson Machining, proporcionando a todos en el taller un inventario fácilmente accesible de las herramientas cargadas en cada máquina.

Una vez que las herramientas se cargan en el magazín, la persona que lo carga pone el clip con el código de barras en un poste conectado a la máquina.

Una vez que las herramientas se cargan en el magazín, la persona que lo carga pone el clip con el código de barras en un poste conectado a la máquina. Esto permite que todos sepan exactamente dónde está cada herramienta en el taller.

En este ejemplo, el enfoque de Peterson paga dividendos. El Speroni no solo facilita la vida de los operadores, sino que también mejora la capacidad del taller para rastrear su inventario de herramientas y administrar la compra de sus herramientas de corte. Y vale la pena repetir que al reducir el tiempo del setup, la compañía libera a sus operadores para que sigan trabajando y produzcan más. En última instancia, cada inversión en flexibilidad y capacidades adicionales le permite al taller mejorar sus resultados.

Automatización del taller de trabajos

La última compra de Peterson Machining también es la más grande: un DMC 85 FD Monoblock de DMG MORI. Lo llamaron Theia, en honor a un titán griego, que se ajusta a su tamaño. Es una fresadora masiva de cinco ejes con capacidad de torneado, equipada con un magazín de 120 herramientas y un cambiador de palets de seis estaciones. Para acomodar la máquina, el taller tuvo que poner una nueva base de concreto para la nave, de 20 centímetros de espesor. De hecho, dedicaron una parte completa de su planta a esta sola máquina, instalando una grúa de 2 toneladas y un sistema de climatización solo para ella.

Theia, el DMC 85 FD Monoblock de DMG MORI, es la máquina más grande que tiene Peterson Machining.

Theia, el DMC 85 FD Monoblock de DMG MORI, es la máquina más grande que tiene Peterson Machining. Su mesa de trabajo tiene 850 por 750 milímetros de diámetro y puede manejar partes de hasta 1,500 kilogramos. Puede tornear piezas a 800 rpm, y su husillo de fresado puede alcanzar 20,000 rpm.

Para los Peterson, tener capacidades de torneado y fresado junto con un cambiador de palets abre nuevas oportunidades. “Podríamos haber comprado una torno-fresadora de cinco ejes, pero también invertimos en un grupo de seis palets”, dice la Sra. Peterson.

“Nos da la oportunidad de tener tres mesas para fresar y tornear, más tres mesas solo para fresar. Expande nuestras oportunidades para hacer diferentes tipos de trabajos y trabajar en varias cosas a la vez”.

Este blanco, que pesa 115 kg, está en línea para el mecanizado en la máquina Theia

Este blanco, que pesa 115 kg, está en línea para el mecanizado en la máquina Theia. Después de fresar y tornear, será un prototipo cónico de radiofrecuencia que pesa 1.13 kg libras. Para este trabajo, el taller está fresando cuatro versiones del cono, todas las cuales se pueden alistar con anticipación. Los Peterson también pueden alistar otros trabajos, para que puedan cambiar partes si hay dificultades en el proceso.

Hasta ahora, la máquina se ha utilizado principalmente en grandes trabajos de creación de prototipos, incluidas las aplicaciones con y sin torneado. “El cambiador de palets es realmente útil para mantenerla en funcionamiento mientras hacemos otro trabajo en los pallets”, dice Peterson. “Esto la mantiene generando viruta mientras hacemos el trabajo de preparación para otras partes”.

Además, si el taller tiene dificultades durante un trabajo, puede cambiar partes y dejar que la máquina haga su trabajo mientras el operador realiza los ajustes necesarios. “Muchos talleres ven la automatización como algo para hacer muchas partes”, dice Peterson. “Pero hemos tenido éxito haciendo trabajos de alta mezcla y bajo volumen con el cambiador de palets, porque nos mantiene productivos cuando de otro modo tendríamos que parar la máquina”.

El operador principal, Steve Carper, está de acuerdo. “Generalmente, cuando una parte terminaba, tenías que apresurarte para cargar la siguiente parte”, cuenta.

“Con toda nuestra automatización, no hay apuro porque ya he preparado la siguiente pieza de trabajo y las herramientas. Podemos hacer más trabajo y no tengo que abandonar lo que estoy haciendo para mantener las máquinas en funcionamiento”.

El cambiador de palets para el DMC 85 está configurado para mantener una mezcla de trabajos de creación de prototipos en producción.

El cambiador de palets para el DMC 85 está configurado para mantener una mezcla de trabajos de creación de prototipos en producción. Esto les permite a los operadores del taller alistar múltiples piezas de trabajo y hacer ajustes durante el proceso de mecanizado.

Movimiento cauteloso hacia el prototipado desatendido

¿Algún otro atractivo para el DMC 85? La producción desatendida para el taller. “Hemos estado interesados ​​en buscar el mecanizado desatendido durante un tiempo”, dice Peterson. “Pero trabajar de manera desatendida no es algo que se pueda armar de la noche a la mañana”.

Peterson reconoció de inmediato que el mecanizado desatendido requiere un cambio fundamental de enfoque. Cuando la compañía decidió que el objetivo era el mecanizado desatendido, invirtió en el software Vericut para asegurar que los patrones de herramientas fueran perfectos. Además, invirtió en la tecnología de ajuste por contracción de Haimer para garantizar la rigidez y precisión de sus herramientas. Sin embargo, eso no fue suficiente para que Peterson se sintiera cómodo mecanizando durante la noche, pero las características adicionales de la DMC 85 aliviaron sus preocupaciones.

La nueva máquina tiene numerosas funciones que hacen que la producción desatendida sea más accesible. Para empezar, se necesitaba la capacidad de alistar los palets y cargar el magazín de herramientas, pero ese no es el final. Al igual que con el DMU 65, la máquina viene con MPC para monitoreo de vibraciones y prevención de choques y el 3D Quickset, un programa para automatizar el proceso para establecer la posición de la parte, aliviando aún más los temores de partes desechadas o maquinaria dañada. Además, el control vino con el nuevo Centro de Control de Herramientas (TCC) de DMG MORI.

El taller utiliza controles Heidenhain para todas sus fresadoras de cinco ejes.

El taller utiliza controles Heidenhain para todas sus fresadoras de cinco ejes. Sin embargo, el control Heidenhain fue especialmente importante para el DMC 85 porque viene con TCC, que proporciona un control de herramientas adaptativo que permite que el mecanizado desatendido sea más seguro.

TCC es un sistema que detecta virutas en el área de trabajo que pueden interferir con los cortes, además de monitorear el filo de corte. Con el MCC se validan y detectan posibles problemas antes de que se conviertan en problemas importantes, además de que se evita la vibración sonora y los daños a la herramienta o al eje. Más que eso, el software TCC le permite a la máquina ajustar las velocidades de avance o cambiar las herramientas para compensar los posibles problemas que identifica, lo que ayuda al usuario a confiar en que una máquina-herramienta hará lo que se supone que debe hacer.

Incluso con este sistema, Peterson es cauteloso. “Todavía estamos trabajando para que nuestro setup sea capaz de manejar el mecanizado desatendido”, dice. “Antes de apretar el gatillo, quiero estar seguro de que funcionará sin problemas”. Esto se ajusta al estilo con el que él y su esposa dirigen el negocio: realizan con paciencia la investigación necesaria para garantizar su éxito en cada nueva inversión.

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