¿Es hora de reconsiderar el reafilado de herramientas de corte?

Los desarrollos recientes en automatización les han permitido a los talleres metalmecánicos que carecen de experiencia en reacondicionamiento de herramientas, desarrollar soluciones de reafilado internas e, incluso, operar las máquinas rectificadoras desatendidas. Crédito: ANCA.

La automatización del hardware que controla el movimiento de la máquina, así como la automatización del software para generar patrones de herramientas han permitido que los sistemas realicen tareas que antes se dejaban en manos de maestros expertos.

Tal es el caso de la automatización que ANCA ha introducido en sus rectificadoras de herramientas de corte. La empresa es conocida por sus rectificadoras para la fabricación y el mantenimiento de herramientas de corte redondas, como brocas y escariadores. Los usuarios suelen ser proveedores de herramientas de corte, aunque la automatización del reafilado, como el módulo de medición automática de herramientas (ATM), está cambiando radicalmente a quién le puede interesar rectificar las herramientas de corte.

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La propuesta de valor del reafilado de herramientas redondas es simple: si puede obtener una vida útil adicional de las costosas herramientas de corte, entonces puede comprar menos. En la práctica, el cálculo es más complicado. Según Andreas Sommer, gerente de producto de máquinas CNC FX para ANCA, establecer si un taller puede beneficiarse del reafilado es principalmente una cuestión de cuántas herramientas usa cada día.

“Cuando un taller configura una operación secundaria de reafilado, es vital saber si se va a realizar el mantenimiento de suficientes herramientas de corte para que sea viable”, dice Sommer. Según él, reafilar un escariador o una herramienta de corte similar lleva un promedio de cinco a seis minutos. “A 10 herramientas por hora, la mayoría de los talleres recuperan su inversión si rectifican al menos tres horas al día. Si este no es su negocio principal, resulta vital sopesar los costos y los beneficios”.

Otra parte de ese costo es la siguiente: operar una máquina rectificadora de herramientas, tradicionalmente ha implicado encontrar y contratar a un especialista en rectificado de herramientas de corte, un gasto adicional significativo para algo que se supone reduce los costos. Ahora, los sistemas de automatización han llegado al punto en el que el reafilado se puede lograr sin la experiencia de especialistas, al cambiar la ecuación de costos y aumentar el número de instalaciones que pueden beneficiarse del reafilado de herramientas internamente.

Las máquinas rectificadoras ANCA, como la MX7 Linear, utilizan el ciclo de medición AMT para ajustar automáticamente los patrones de herramienta a las necesidades de una herramienta de corte específica. Esto les permite a los talleres que en sus equipos no tienen expertos en rectificado de herramientas, reafilar sus herramientas de corte redondas.

En las máquinas ANCA, el ciclo de ATM impulsa la automatización de hardware y software. Los ciclos de medición automatizan el reafilado de escariadores cuadrado, de nariz de bola y de radio de esquina, así como brocas, brocas de paso y enrutadores de compresión. El ciclo utiliza sondas de contacto para establecer todos los parámetros de reafilado de la herramienta de corte, incluidos el diámetro externo, el extremo de la herramienta, el número de flautas, la posición de indexado de los bordes de la flauta y la longitud de la flauta. Una vez establecidos estos parámetros, el software del sistema ajusta automáticamente el patrón de rectificado de la rueda para reafilar la herramienta según corresponda y compensar las imperfecciones.

“Al automatizar la generación de patrones de rectificado buscamos eliminar la mayor cantidad posible de las dificultades asociadas con el reafilado —dice Sommer—. Con la ATM, el objetivo era que un maquinista hiciera el trabajo de un especialista en herramientas de corte”.

El operador todavía necesita establecer la tasa de avance, la velocidad de la rueda y el número de pasadas de rectificado, pero una vez que esto se establece para cada herramienta de corte, los otros ajustes son automáticos. Esto reduce drásticamente el tiempo necesario para programar el patrón de herramienta y le permite a la máquina rectificar grandes lotes de herramientas con una entrada mínima del operador.

Los usuarios establecen parámetros globales como la tasa de avance, mientras que la programación del patrón de rectificado se basa por completo en la medición automática de la herramienta. Esto reduce drásticamente el tiempo necesario para programar patrones de herramienta y permite que los usuarios implementen más sistemas de automatización con gran efecto. 

Un espectro de automatización

Según Sommer, la automatización de una solución de reafilado no debería terminar aquí. “El reafilado desatendido, obviamente, es preferible —dice—. Este no es un aspecto de negocio de producir dinero para los talleres de máquinas que hacen reafilado interno, en el que entre menos horas-hombre se dedique a él, mejor”. ANCA ofrece opciones de carga robótica con sus máquinas, en varias configuraciones. Para los talleres que desarrollan una solución de reafilado interna, la empresa tiene una solución de pallets en la que los pallets tienen agujeros con diámetros predeterminados para acomodar las herramientas que se están reafilando.

ANCA aconseja a la mayoría de los talleres que deseen desarrollar soluciones de reafilado internas, que inviertan en una solución de automatización para reducir el costo por herramienta de corte. Las franjas de pallets de la compañía, por ejemplo, permiten a los talleres agrupar sus herramientas de corte por tamaño para mejorar la eficacia de los cargadores robóticos.

Alternativamente, el pallet se puede dividir hasta en tres tiras, con cada tira capaz de contener herramientas de corte de un diámetro diferente. Una solución de un solo pallet es efectiva en especial para los talleres de máquinas que utilizan regularmente herramientas de corte de tamaño similar, porque reafilarán las mismas herramientas una y otra vez y pueden hacerlo mientras reducen el tiempo de carga con robot. Idealmente, al final de cada turno los escariadores usados se pueden cargar en un pallet que se carga en la máquina para el reafilado desatendido.

La solución de automatización basada en collets, de ANCA, utiliza collets con los mismos diámetros exteriores para facilitar que los cargadores robóticos manejen lotes mixtos de escariadores de diferentes tamaños. Crédito de la foto: ANCA

A los proveedores de servicios de herramientas y los talleres que tienen una variedad más amplia de diámetros de herramientas, la compañía les recomienda alguna de las otras dos soluciones de automatización. La primera es un sistema de carga diseñado para lotes pequeños y mixtos, de hasta 30 herramientas de corte, que es suficiente para funcionar durante tres horas sin supervisión. Los collets vienen con un diámetro exterior estándar para diferentes tamaños de herramienta, lo que permite que el brazo robótico agarre y cargue la herramienta y el collet juntos. Esta es una solución de nivel de entrada que la compañía ofrece en máquinas FX con carga robótica AR300. Otra solución de automatización utiliza etiquetas RFID para realizar un seguimiento de las herramientas de corte, lo que le permite al robot identificar cada herramienta. Con cada diámetro de herramienta conocido a través del sistema RFID, el robot puede agarrar la herramienta y cargarla en el husillo de manera individual, además de cambiar automáticamente los collets respectivos para cada diámetro. La capacidad oscila entre 88 y 176 herramientas de corte.

Evaluación del uso de la herramienta para el reafilado

Si bien las rectificadoras de herramientas CNC no son equipos estándar para la mayoría de los talleres de máquinas, los avances en la automatización podrían hacerlas más viables para una mayor parte de las instalaciones metalmecánicas.

Si bien estas soluciones de automatización hacen que el reafilado sea más accesible, todavía tiene limitaciones. “Una herramienta reafilada debe ser tan efectiva como una nueva herramienta —dice Sommer—. Por lo tanto, los talleres deben considerar el revestimiento de la superficie antes de invertir en reafilado”. Los talleres que trabajan con materiales difíciles, como el titanio y el acero endurecido, pueden desear volver a recubrir las herramientas de corte para volver a la plena eficacia. “En ese caso, el reafilado interno puede ser menos rentable que contratar con un proveedor de servicios de herramientas dedicado”, dice Sommer.

El límite superior en el tamaño de la herramienta depende del espacio de trabajo de la rectificadora. Las máquinas ANCA más grandes pueden manejar herramientas de hasta 16 pulgadas de largo. El límite inferior está menos definido. “En el extremo más pequeño del espectro, el reafilado está limitado por la relativa fragilidad de las herramientas de corte que se utilizan, por ejemplo, en los procesos de micromecanizado”, dice Sommer. Además, la complejidad y precisión de las pasadas pueden aumentar drásticamente cuando se trabaja con herramientas muy pequeñas, lo que hace más difícil la programación, incluso más difícil de automatizar.

La combinación de soluciones de automatización separadas, una para partes móviles y otra para generar patrones de herramienta, hace que esta tecnología sea tan efectiva. Ambas ahorran tiempo individualmente, pero juntas permiten a los talleres con poca experiencia en el mantenimiento de herramientas establecer sus propias estaciones de reafilado internas. Crédito de la foto: ANCA

Otro factor limitante: las herramientas de corte solo se pueden volver a afilar un número limitado de veces. “Generalmente esperamos que una herramienta se reafile dos o tres veces”, dice Sommer. Todos los ahorros se encuentran aquí, porque esto representa de dos a tres herramientas que no tienen que ser compradas. Con la mayor facilidad de uso del reafilado y la mayor posibilidad de realizar este trabajo internamente, ahora podrían venir más ahorros al no tener que enviar fuera las herramientas para este servicio.