Mecanizado de precisión: herramientas y simulación

Las piezas grandes fabricadas con Inconel y JBK-75 (una aleación de hierro y níquel relacionada con el A-286) en Major Tool and Machine pueden llegar a valer más que el salario anual de un operario.

Con unos costos de material tan elevados, la chatarra es inaceptable, por lo que operarios y programadores deben cerciorarse del éxito de cualquier programa antes de ejecutarlo. Así, el taller, que depende en gran medida de su paquete de software, aprovecha el software de TDM Systems para diseñar paquetes de herramientas y prueba sus programas de piezas con CGTechVericut, de CGTech.

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Las máquinas de gran formato de Major Tool and Machine le permiten realizar trabajos de gran valor en las industrias aeroespacial, energética y de semiconductores. Fotos Major Tool and Machine.

Pensamiento global para máquinas de gran formato

Major Tool and Machine nunca sufrió un fallo considerable que le obligara a buscar una suite de software. A principios de la década de 2000, la dirección de la empresa simplemente se dio cuenta de que una combinación de piezas de alto valor, programas no probados y una gestión desordenada de las herramientas conduciría al desastre.

Con el paso de los años, el departamento de mecanizado de la empresa ha adoptado máquinas cada vez más complejas. Entre ellas, varias fresadoras de pórtico de alta velocidad y cinco ejes del Gruppo Parpas, una de las cuales tiene 20 metros de recorrido en el eje X, y otras que están emparejadas como parte de una célula de manufactura flexible; una Schiess Froriep Spheromill, de Schiess, con una capacidad de mesa de 140,000 libras; una máquina multitarea Mazak Integrex e670, y un gran torno de torreta vertical, de Dorries Scharmann Schiess FZG6, con una capacidad de mesa de 140,000 libras.

Para gestionar eficazmente los equipos de su departamento de mecanizado, Major Tool ha equipado sus máquinas con sistemas de supervisión de la producción en tiempo real mediante la instalación de pantallas en cada máquina y centro de trabajo para proporcionar informes de estado sobre los trabajos preparados y en curso.

Además, utiliza sondas Renishaw que facilitan el reglaje y realizan mediciones durante el proceso, con el fin de garantizar que las piezas grandes y pequeñas se mantienen dentro de las tolerancias necesarias.

Aquí también entra en juego el software de herramientas y simulación del taller. Major Tool utiliza el software de gestión de herramientas TDM Systems, y preajustadores offline de Zoller para crear paquetes de herramientas con parámetros de reglaje y agilizar el proceso de reglaje.

El taller, que usa de forma intensiva el software de simulación Vericut, de CGTech, llega incluso a exigir la simulación de cada trabajo en el departamento de mecanizado antes de enviarlo a una máquina.

La simulación de un gemelo digital genera beneficios físicos

La simulación de cada trabajo ha llevado al taller a crear u obtener gemelos digitales de todas sus herramientas, piezas de trabajo y máquinas-herramienta.

Aunque obtener la tecnología de gemelos digitales para las máquinas nuevas suele ser tan sencillo como solicitar modelos informáticos de las máquinas en el momento de la compra, conseguir el nivel adecuado de verosimilitud para las máquinas más antiguas ha exigido extraer archivos “de máquina” de los controladores e importarlos a Vericut. Esto permite que el software trabaje con una réplica exacta de los parámetros de funcionamiento de las máquinas, macros personalizadas, valores de offset y otros datos.

Con estos datos, los programadores de Major Tool pueden simular programas de piezas. Las funciones de detección de colisiones indican si el programa provocará problemas de colisión en la fijación, la mesa o el husillo, y los programadores utilizan parámetros y zonas para detectar las áreas con mayor riesgo de colisión.

La función Auto-Diff del software también puede comparar el modelo de corte con el modelo de stock. Si el programa corta por encima de la versión planificada, o deja más material del necesario, Vericut resaltará estas regiones para revisar el programa.

La resolución de esta comparación puede ser tan pequeña como 0.001 pulgadas, según Brandon Lee, director de mecanizado de Major Tool, aunque la tolerancia de la mayoría de los proyectos de Major Tool oscila entre 0.001 y 0.005 pulgadas.

El taller está empezando a implantar chips RFID en sus portaherramientas. Cuando un portaherramientas llega a su máquina, el chip puede dar instrucciones al control sobre las compensaciones y la vida útil de la herramienta.

Establecer el éxito del herramental

Realizar todas las simulaciones del mundo no servirá de nada si el herramental para el trabajo no está configurado de la misma forma que en Vericut. La solución de Major Tool a este problema es doble: software y chips RFID.

Los ingenieros de herramientas del taller crean para cada pieza un paquete de herramientas, característica por característica, en TDM Systems y lo importan al CAM Siemens NX del taller.

Estos datos sirven como base de un archivo TLS, que incluye parámetros específicos de la herramienta, como la longitud y el diámetro del calibre. Los operarios pueden descargar este archivo junto con el programa de la pieza y comprobar las herramientas para compararlas con el archivo TLS.

Recientemente, Major Tool incorporó chips RFID a sus portaherramientas para que el proceso sea más eficaz. Estos chips les permiten a los preajustadores Zoller del taller cargar directamente en el portaherramientas los identificadores de herramienta, las compensaciones de longitud y diámetro, los datos de desgaste y otra información de configuración.

Cuando se inserta en una máquina, el control puede leer el chip RFID y ajustar los parámetros en consecuencia, lo que supone una gran ayuda para las máquinas de alta velocidad y automatizadas. La máquina también puede cargar información en los chips, lo que facilita el seguimiento al desgaste de la herramienta.

El entrenamiento le deja poco al azar

Para garantizar que sus programadores puedan aprovechar al máximo el software del que disponen, Major Tool asigna a los recién contratados un tiempo en el departamento de programación para que se familiaricen con el conjunto de programas.

A continuación, los recién llegados siguen un curso de formación en línea de cuatro días mediante CGTech. Por medio de ejemplos y tutoriales de formación, los nuevos programadores aprenden a utilizar las principales funciones de Vericut, así como a importar nuevas máquinas y procesos al software.

“Vericut se ha convertido en una necesidad aquí en Major Tool and Machine para garantizar que el proceso de mecanizado de piezas de alto valor sea seguro y factible —afirma Chad Eastman, ingeniero de aplicaciones CAD/CAM—. Le ha ahorrado a Major Tool and Machine incontables horas y dinero debido a problemas de configuración imprevistos, averías de la máquina y trayectorias de herramientas inoperativas. Disponer de esta tecnología para planificar previamente y verificar los procesos ayuda a los programadores a entregar los programas NC a la planta con confianza y menos noches sin dormir”.