Impacto del software CAM en la reducción de tiempos de ciclo

En cinco años, Schupan ha agregado 27 máquinas CNC a las 10 máquinas originales en su taller de 140,000 pies cuadrados, en Kalamazoo. Crédito: Schupan Aluminum.

Schupan & Sons Inc. es una empresa familiar de reciclaje de metales que también fabrica productos internamente en su taller de 140,000 pies cuadrados en Kalamazoo, Schupan Aluminum. Durante los últimos 10 años, Schupan ha crecido y pasado de 60 empleados a 325.

“Nuestro negocio de fabricación de valor agregado, que lidera el camino para un negocio de distribución, corta grandes piezas en bruto y las envía para procesos posteriores, o mecaniza piezas para diferentes talleres mecánicos”, dice Kevin Roschek, director de fabricación de Schupan Aluminum.

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La mayor parte del trabajo es mecanizado CNC, y en cinco años el taller agregó 27 máquinas CNC a sus 10 máquinas originales para satisfacer la demanda. Uno de los grupos de clientes más grandes de Schupan produce mobiliario, a menudo muebles de oficina o muebles de exterior de alta gama, y ​​Schupan crea los complementos electrónicos internos complejos. El taller también tiene clientes en las industrias médica, automotriz, marítima y alimentaria.

Recortando los tiempos de ciclo con tecnología CAD/CAM

A medida que Schupan crecía, concluyó que reducir los tiempos de ciclo era la mejor manera de hacer más eficiente la producción.

“La fijación, históricamente, ha sido un gran problema para nosotros —dice Joseph Proxmire, ingeniero líder de fabricación de Schupan Aluminum—. Teníamos muchas piezas que, sin duda, requerirían tres o cuatro operaciones, y debíamos diseñar soluciones personalizadas para hacerlas en una sola operación”.

En respuesta a este problema, Schupan comenzó a utilizar el mecanizado de cuatro y cinco ejes para cargar varias piezas y cortar varios lados a la vez. Con el fin de garantizar un mecanizado rápido y limpio, el taller utiliza software CAD/CAM, específicamente el Mastercam. Las trayectorias de herramientas de múltiples ejes del software le brindan al taller un control completo sobre el patrón de corte, el control del eje de la herramienta y la prevención de colisiones.

Proxmire fue crucial en la decisión de Schupan sobre qué software usar para expandir sus capacidades. Él confía en Mastercam debido a su experiencia pasada y dice: “Se actualiza constantemente y los desarrolladores siempre están avanzando en el software. Otro software CAM que hemos usado antes no tiene suficientes datos para mantenerse actualizado”.

Resolviendo trayectorias complejas

Uno de los proyectos más desafiantes de Schupan fue producir varias cubiertas de aluminio complejas y diferentes. Estos componentes forman parte del mobiliario interior de un avión y, al principio, tenían algunas geometrías desalentadoras. Crédito: Schupan  Aluminum.

Uno de los proyectos más desafiantes de Schupan fue producir varias cubiertas de aluminio complejas y diferentes. Esos componentes eran parte del mobiliario interior de un avión y, al principio, tenían algunas geometrías desalentadoras.

 “Necesitábamos capacidades avanzadas de cinco ejes para cavidades ​​profundas, sujeción de herramientas pequeñas y uso extendido del portaherramientas —dice Proxmire—. Terminamos con muy buenos acabados gracias a estas trayectorias. Usamos las trayectorias de herramientas Multiaxis Flow y Multiaxis Curve para mecanizar operaciones que habrían sido mucho más difíciles con el mecanizado de tres o cuatro ejes”.

Las funciones de cinco ejes de Mastercam le permitieron a Schupan completar el complicado posicionamiento de la herramienta en una fracción del tiempo que el taller habría necesitado sin ella. Durante el proyecto, Schupan se acercó a su distribuidor certificado de Mastercam, Axsys CAD/CAM Solutions Inc., para obtener ayuda con el posprocesamiento. En lugar de simplemente guiar al equipo de Schupan a través de la publicación, el representante de cuentas Mike Stevens desarrolló el código completo para ellos. Entre el apoyo de Axsys y las funciones avanzadas de múltiples ejes, los empleados de Schupan encontraron que el estrés y la dificultad que rodeaban el proyecto de la cubierta habían sido prácticamente eliminados.

Proxmire y sus programadores llaman a Axsys siempre que tienen preguntas o necesitan ayuda para solucionar problemas u optimizar su proceso de mecanizado, y Stevens proporciona información por teléfono o en persona. Axsys también ofrece capacitación continua para los usuarios locales de Mastercam y se comunica a menudo con empresas como Schupan para explicar las últimas funciones del software.

Usando las bibliotecas y simulaciones

Cuando el ingeniero de manufactura de Schupan Aluminum, Joseph Proxmire, simula sus piezas, utiliza las funciones Verify y Backplot, de Mastercam.
Crédito: Mastercam.

Una de esas características es el Administrador de herramientas del software. Con él, los usuarios pueden importar bibliotecas de herramientas de fabricantes como Sandvik Coromant, optimizar las trayectorias para cada herramienta y luego extrapolar la información.

 “La capacidad de crear una trayectoria de corte y transferirla a múltiples ubicaciones es enorme —dice Proxmire—. Lo uso para programar una parte y luego transformarla en la línea para 10 partes diferentes. Este software es muy bueno en cuanto a aproximaciones y planos de despeje, así como para afinado de la trayectoria de la herramienta de corte, para hacerlo lo más rápido posible. Tenemos bibliotecas de herramientas antiguas y bibliotecas de portaherramientas para todos nuestros portaherramientas de ajuste por contracción y CAT 40. Esto facilita mucho la simulación”.

Cuando Proxmire simula sus piezas, usa las funciones Verify y Backplot del software. Verify y Backplot muestran en pantalla todas y cada una de las partes del proceso de mecanizado, que los usuarios pueden registrar si lo necesitan. Estas funciones detectan colisiones y errores antes de que el material principal toque la máquina, lo que les permite a los operarios trabajar en los proyectos con mayor rapidez y confianza.

Mejoras dinámicas

Las capacidades de cinco ejes de Mastercam le permitieron a Schupan Aluminum lograr acabados de superficie de mayor calidad, al tiempo que reducía los tiempos de ciclo y mejoraba la vida útil de la herramienta.
Crédito: Schupan Aluminum

Después de simular cada pieza para comprobar si hay problemas, el enfoque de Proxmire se centra una vez más en reducir los tiempos de ciclo. La tecnología Dynamic Motion, de Mastercam, es un programa dentro del software que monitorea continuamente el material durante el mecanizado y cambia el movimiento de la herramienta en respuesta. Esta adaptación para el movimiento de materiales significa que los operarios pueden hacer funcionar las máquinas a su velocidad más alta sin poner en peligro su material o herramientas de corte.

“La herramienta dura bastante más ahora, en especial cuando mecanizamos materiales más duros, como el acero, para herramientas —dice Proxmire—. Descubrimos que el fresado dinámico nos brinda una mejor vida útil de la herramienta y tasas de remoción de metal definitivamente más altas”. Él estima que, al mecanizar acero, la tecnología Dynamic ha hecho los tiempos de ciclo hasta tres veces más cortos.