Mecanizado de componentes de motores eléctricos en 5 ejes

Este taller de servicios de Monterrey, que repara los motores eléctricos de las grandes empresas de todo el país, logró superar el cuello de botella en su producción usando un centro de mecanizado de 5 ejes que le ayudó a disminuir sus tiempos de alistamiento y producción.

El Grupo Marro es un taller de servicios que inició actividades hace 30 años con la reparación de motores eléctricos. “Si bien es cierto que nosotros empezamos básicamente rebobinando motores, fuimos agregando nuevos valores y productos a nuestro servicio, partiendo de la necesidad de reparación de motores eléctricos”, explica Ramiro Martínez, propietario y director de la empresa.

Grupo Marro está ubicado en Monterey, Nuevo León, y empezó a funcionar tan solo con 5 personas. Hoy en día la empresa cuenta con más de 260 empleados. “Tenemos hoy por hoy el mercado local y algo de internacional en la reparación de equipos de mediano y gran porte. Abarcamos todo tipo de industrias, porque motores hay en todos lados, así que atendemos a toda la industria de todo el país. Ofrecemos servicios aquí en el taller: desde asistencia técnica, en el sentido de formas de mantenimiento, tanto preventivo, predictivo, correctivo, además de análisis de costos para sustitución de equipos y mejores aplicaciones”, refiere el ingeniero Martínez.

En los motores una de las partes básicas es la mecanización, en todo lo que tiene que ver con las partes mecánicas. Si bien parten de una energía eléctrica, la realidad es que sus componentes y engranes la transforman en un movimiento. “Hay muchos elementos que se juegan alrededor y, hoy por hoy, la precisión y los diseños de los equipos nuevos requieren de una precisión muy importante, así como la certeza de cómo están maquilados. El motor eléctrico, desde hace ya un buen tiempo, se ve como un commodity, por ende, la mayoría de los clientes no saben el grado de precisión que se requiere, puesto que siempre está operando y girando, pero la realidad es que existe mucho diseño mecánico en el desarrollo de un proyecto de un motor eléctrico”, explica Ramiro Martínez.

Grupo Marro llegó al sector de motores eléctricos por pura coincidencia. “La verdad es que a mí me tocó trabajar en mantenimiento eléctrico en cementos mexicanos, y se dio la oportunidad de coincidir en el tema de motores eléctricos para atender el mercado bajo este servicio. De inicio, yo pensaba que lo crítico era el rebobinado. Al cabo de la experiencia y de los años, te vas dando cuenta de que involucra muchas más cosas. Y todas son críticas, más que el propio embobinado, como son los ajustes, las vibraciones, etcétera; pero, en particular, lo que es mecánico: el mecanizado genera bastante del trabajo que lleva la reparación o la rehabilitación de un motor eléctrico”, explica el ingeniero Martínez.

El proceso de reparación de los motores

Básicamente, el taller empezó a reparar tapas y rotores de motores eléctricos con dos tornos pequeños y una fresa. “Lo que se mecanizaba sigue siendo lo mismo que hacemos hoy en día: 80 y 20 por ciento entre tapas y rotores de motores eléctricos. Con todo lo que conlleva cada elemento, porque un rotor lleva desde cuñeros, espigas, ajustes de rodamiento y alojamientos”, afirma Martínez.

Sin embargo, los tiempos de los procesos tomaban mucho tiempo y el ingeniero Martínez empezó a buscar la forma de mejorar el proceso. En una ocasión, viendo un programa de televisión encontró que una empresa hacía un proceso similar al de su taller en un centro de mecanizado vertical Variaxis j-600 de Mazak.La realidad es que yo lo vi la máquina que se dedicaba a algo no tan de uso masivo en un programa de televisión de alguien que reparaba y customizaba armas de fuego y de cacería. Y dije: ¡no puede ser que ellos tengan mejores máquinas que nosotros!”, comenta el ingeniero Martínez. Además, se dio la coyuntura por el requerimiento técnico del personal. “Porque a lo mejor se ve muy simple lo que hacemos: alojamientos para barreras. La realidad es que hoy se necesita una precisión a la que es muy compleja llegar”.

En el taller de Grupo Marro, ellos hacían seguimiento a los indicadores de calidad y veían dónde estaba su principal target de fallas: en la precisión al mecanizar. “Por eso, empezamos a movernos hacia ese lado. Fuimos con un torno tipo CNC y empezamos a trabajar con él y ver las ventajas que nos empezaba a dar este tipo de tecnología”, comenta el ingeniero Martínez.

Otra cosa que los llevo a trabajar con la máquina Mazak de 5 ejes, es porque alguien fabricó una máquina para hacer este trabajo del mecanizado de tapas, pero ellos desde su experiencia veían que tenía muchas limitantes. Así que intentaron mejorar el proceso desde otra perspectiva, comprando una fresa híbrida para mecanizar las tapas en esa máquina. “Pero había algo que no me gustaba: uno, el hecho de estar girando una pieza de dimensiones bastante robustas muy seguido, por decir algo, 30 pulgadas, que gira bajo una sujeción con el propósito de mecanizar algo pequeño; no me parecía el modo más adecuado. Aunado a que yo veía en las fábricas de motores que no lo hacían así. En las fábricas no se mecanizan las tapas en torno, sino en centros de mecanizado”, relata Martínez.

Ellos encontraron mucha resistencia a hacerlo así, pero empezaron a mecanizarlo de esa manera. “Si bien es cierto que dentro de la misma fresa lo hicimos, y nos funcionaba muy bien, nos dimos cuenta de que seguía siendo un factor importante el tiempo que se llevaba para el centrado y la sujeción. Entonces, en algún momento, vino y se plantó alguien y dijo: yo quiero que me desarrolles o que me presentes la máquina que mejor se acomode a esto. Y también casi todos se fueron por la misma solución de buscar sistemas de sujeción en una máquina híbrida o en un umbral más automatizado, pero lo veían en 2 o 3 ejes”, comenta el ingeniero Martínez.

Pero a la hora de hacer el análisis costo-beneficio, con tantos elementos que exigen la complejidad y la diversidad de las tapas, vieron que esa tampoco era la solución ideal: “a nosotros lo que nos mata es la diversidad, ya que vemos una gran cantidad de tipos de tapas todos los días; entonces, se complicaba mucho estar subiendo y bajando tantos sistemas de sujeción para tapas tan diversas, explica Martínez.

Fue entonces cuando Mazak les propuso trabajar con una máquina de 5 ejes, porque a la larga les saldría más barato, en lugar de tantos aditamentos parta sujeción. “Y, la verdad, está funcionando y ha nos ha funcionado bastante bien”, afirma el ingeniero Martínez.

De varios alistamientos a 5 ejes

Antes en el taller de Grupo Marro el trabajo del mecanizado de las tapas se hacía en torno, sujetado sobre un chuck, y se usaban elementos de corte como buriles o cortadores. Se tardaban alrededor de 6 a 8 horas en promedio por pieza. Pero la mayoría de ese tiempo lo invertían en el alistamiento de la máquina. Ese era el problema, ya que el corte no se llevaba más que media hora. El detalle era el sujetar, centrar y asegurar el centrado. Y como cada motor tiene una tapa diferente, o incluso dentro del mismo motor las dos tapas son diferentes, a veces hasta en forma. Por ello, el alistamiento era complicado y se llevaba seis horas en promedio y el mecanizado en sí, poco tiempo.

Básicamente, el proceso de la remanufactura de una tapa consiste en abrir el alojamiento, poner un anillo para recuperar la medida y mecanizar dicho anillo. Posteriormente, revisan paralelismos, concentricidades de todos los elementos, y diámetros exteriores, que es algo que también tienen que mecanizar.

Actualmente, el promedio de todo el proceso de mecanizado por tapa es de una hora. Y han logrado disminuirlo mucho más, hasta llegar a cerca de 40 minutos, con base en el proceso y la preparación de los aditamentos que están alrededor de la máquina, como los bores y los aditamentos para sujeción. “Básicamente, ahora sujetamos la tapa, marcamos algunas indicaciones a la máquina, y la máquina encuentra donde está la pieza. La máquina ya tiene su programa, que genera el trayecto de lo que se va a mecanizar, se pone la tapa y se mecaniza”, afirma el ingeniero Martínez.

Para mejorar el proceso también fue importante el uso de un palpador de Renishaw, que ha sido clave para mejorar la precisión y ayudarles a encontrar las superficies a mecanizar. “Detecta dónde están la pieza y las superficies que se van a mecanizar. Dentro del macro, le decimos la tapa a mecanizar, mira la ceja (que es la que es referencia y tu origen) y, si está dentro de este rango, búscalo. Lo detecta y, si es cierto, lo mide. Dentro de este rango encuentra el centro, donde va a trabajar y a mecanizar el bore que ya este calibrado y medido. Es decir, la herramienta que se defina y que se va a ocupar”, explica el ingeniero Martínez.  

En la Variaxis j-600 de Mazak normalmente hacen todo en un solo mecanizado, pero puede variar porque depende mucho de la forma de la tapa. Generalmente, realizan de uno a dos cortes para poder preparar el anillo que se va a instalar y así poder operar la medida. Y luego realizan dos operaciones para hacer el acabado. “Eso es lo que normalmente se hace: se abre la tapa en dos cortes, se instala el casquillo o anillo que se va a mecanizar y, luego, pude haber un tercero para la altura final”, explica el ingeniero Martínez.

También en la Variaxis se hacen otro tipo de mecanizados, por ejemplo para la ceja, cuando se hace el ensamble de la tapa y se mecaniza también alrededor con un end mil.

En el momento de mi visita al taller estaban trabajando una tapa para un motor de 1,000 caballos. Para ellos contar con la disponibilidad del centro de 5 ejes es muy importante, por la variedad de trabajos que manejan, además de la velocidad y flexibilidad que les brinda.

Clientes de todas las industrias

Grupo Marro cuenta con una diversidad de clientes de todas las industrias. Entre sus principales clientes tienen a todo el Grupo Vitro, AHMSA, toda la industria pesada, minera, y la industria alimenticia, como Bimbo, entre otros. “Todos ellos usan motores eléctricos. El 70% de toda la energía eléctrica del mundo va a los motores, así que mercado es lo que hay”, afirma el ingeniero Martínez.

El nombre del Grupo Marro viene de las primeras silabas de los apellidos de su fundador, Ramiro Martínez Robles. Por ahora van en la primera generación, pero ya la segunda generación está trabajando en la empresa. “Mi hijo está en el área de ventas; mi hermano es el director comercial, y yo soy el director general. Como puestos directivos solo estamos nosotros. Pero hay un buen número de familia extendida en otras áreas. Nos consideramos, y mi hijo lo sabe, que si bien somos mucha familia en la empresa, no somos una empresa familiar. No nos queremos manejar así: el que llega aquí tiene que mostrar resultados. Todos los puestos están abiertos a los mejores resultados”.

Por ello, toda la empresa está bien organizada. El taller tiene un layout y un organigrama para los procesos, que requieren muchos detalles. Por ejemplo, hay un área donde se reciben los equipos, se registran, se diagnostican, se cotizan, se pone la propuesta al gerente y, una vez autorizado, hay un área de producción, donde ellos organizan todos los procesos. De esa manera, las órdenes se pasan al área de mecanizado, al área de embobinado, al área de lavado, al área de balanceo o al área de compras. Luego se vuelven a armar todos los elementos para poder volver a ensamblar cada motor, para luego revisarlo, probarlo, liberarlo y mandarlo otra vez al cliente.

Cada motor que llega al taller se registra para saber de dónde viene, qué es lo que requiere el cliente y poder informar a quién se va a emitir un diagnóstico. Cada equipo de motor en promedio lleva 250 puntos de inspección mecánicos. En Grupo Marro hay toda una logística alrededor, con todas las pruebas y todos los parámetros que hay que revisar. Son una empresa certificada bajo norma ISO 9001 versión 2015, y con certificaciones de empresas bastante reconocidas en el ramo, como SKF y Leasa. De hecho, son el único taller en Latinoamérica certificados por Leasa, que emite las mejores recomendaciones en la industria electromecánica.

Todos los motores que reciben en el taller son para reparación y luego de que les hacen los arreglos con el mecanizado de cubiertas y tapas, especialmente, los motores quedan funcionales para tener una vida útil de varios años. “Dándole buen mantenimiento o teniendo buen control de vibraciones, no tiene por qué volverse a dañar, pero la realidad es que se dañan. ¿Qué las va desgastando? El simple hecho de las vibraciones; entendemos que los alojamientos tienen hondura, por el crecimiento térmico de los elementos rodantes, entonces este movimiento va desgastando; pero se puede llegar a eliminar esto, en la medida en que se dé buen mantenimiento preventivo. Pero, sobre todo, que se revise la condición de operación”, afirma el ingeniero Martínez. Las tapas originales son de fierro vaciado y ellos al remanufacturarlas les ponen anillos de tubo mecánico.

Las tapas que trabajan en el taller son las originales de cada motor. “No las hacemos nuevas porque es carísimo. Imagínate fundir o diseñar nuevamente, o sacar un molde para una tapa de 36 o de 28 pulgadas, sería costoso”, explica el ingeniero Martínez. Y en el taller las remanufacturan con un alto grado de precisión, debido al desgaste continuo al que están sometidas y que ellos tienen que compensar.

Además de la máquina de 5 ejes, también las herramientas de corte han sido claves. “Nuestro proveedor nos dio la solución para poder hacer la precisión que necesitamos para los cortes. Porque eso es importante. De nada me sirve hacer mecanizados precisos si no tengo la herramienta que pueda tener esa precisión en los cortes para poder asegurar el mecanizado”, agrega el ingeniero Martínez.

Entendemos que para un alojamiento, hoy por hoy, los estándares que se manejan son tan altos, que hablamos de tolerancias de media milésima, es decir, de 5 a 10 milésimas. Esto nada más para la dimensión, porque cuando hablas de desviación, es decir, desviación en paralelismo o en concentricidades, hablamos de diámetros de alrededor de 36 pulgadas, cosa de 4 milésimas. Entonces, necesitamos una máquina que dé una precisión bastante adecuada, y sepa dónde está el elemento que va a mecanizar.

La máquina Variaxis de Mazak todavía está subutilizada. “Tenemos que consolidar más mercado para poderle dar más trabajo. Nos gustaría en un futuro adquirir una nueva máquina un poco más grande para otro tipo de partes. Antes, nuestro principal bache para poder avanzar era el tiempo en el mecanizado de la tapa, hoy no tenemos suficiente trabajo para poder operar la máquina 24 horas”, afirma el ingeniero Martinez. Eso quiere decir que, en promedio, remanufacturan una tapa por hora. Anteriormente, hacían 14 tapas diarias con 4 tornos dedicados. Con la Variaxis se opera en dos turnos de 8 horas, 16 horas al día, produciendo 16 tapas al día con una sola máquina. “Tenemos actualmente alrededor de 10 personas capacitadas para trabajar en la Variaxis, que la operan en 2 turnos de 8 horas. Aunque aquí la disponibilidad es 7/24, si así lo requiere el cliente”, afirma Martinez.

“Partiendo de que nosotros empezamos prácticamente de nada, comparado a lo que tenemos hoy, nuestra intención es consolidar más mercados y, hasta cierto punto, replicarlo en otras partes: tener oficinas de atención y servicios en otros puntos de la república para estar más cerca de nuestros clientes. Aunque la capacidad instalada que tenemos aquí no está al tope. Es decir, tener una máquina de este tipo conlleva a tener una cantidad de trabajo importante, pero todavía hay capacidad instalada para desarrollar. Y la realidad es que esta parte que atiende esta máquina en particular era la pieza más complicada, la que más tiempo de trabajo te quita. Pero la llegada de la máquina de 5 ejes cambió nuestra manera de operar”, explica el ingeniero Martínez.  


 

  

Proceso de capacitación

“El proceso de capacitación con Mazak ha sido bastante bueno, tiene abiertos varios cursos. Nosotros mandamos a nuestro personal y se les da una semana completa de capacitación, lo que ha sido bastante provechoso. Nosotros hemos tenido que desarrollar bastante el expertise de la gente, así como los procesos y procedimientos de las aplicaciones que ocupamos, puesto que prácticamente era algo que no lo hacía nadie. Nadie más lo hace así, de ser tan específicos y tan amplios en la aplicación. Porque, normalmente, este tipo de máquinas se utilizan para procesos bien definidos y de piezas muy particulares de producción. Y aquí estamos hablando de que realmente son trabajos únicos. Pero eso mismo le da una versatilidad increíble a este tipo de máquinas”, explica Ramiro Martínez, Director General de Grupo Marro.

La máquina utilizada para mejorar los procesos de remanufactura en el taller de Marro es un centro de mecanizado Variaxis j-600 de Mazak, una máquina de 5 ejes diseñada para el mecanizado de superficies múltiples que ofrece un tiempo reducido en el proceso, una alta precisión y una ergonomía de máquina, según indica Mazak. Con rendimiento de alta velocidad y alta precisión, al Grupo Marro les ha ofrecido una velocidad máxima del husillo 12,000 rpm (aunque tiene opciones de 18,000 rpm y 30,000 rpm). Para el mecanizado de las tapas y los rotores que hacen en el taller, les ofrece un tamaño de mesa de Ø600 mm.

La Variaxis de Mazak es una máquina multifuncional con capacidades de torneado y fresado en cinco ejes completos. La máquina ofrece un magazín ATC de 80 posiciones, para mayor productividad, y un husillo CAT-50. La mesa inclinable, estilo Trunnion, y la capacidad multitarea les ha permitido reducir las imprecisiones que ocurren cuando se mueven partes, así como a reducir el inventario de trabajo en proceso para incrementar la productividad total.

 

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