Sistemas de sujeción inteligentes para un mecanizado sin defectos

La manufactura sin defectos emerge como la solución para numerosos talleres que buscan optimizar la rentabilidad y reducir el consumo energético. En este contexto, la implementación de sistemas de sujeción inteligentes, que actúan como “máquinas dentro de una máquina”, se vuelve clave. La incorporación de sensores en estos sistemas permite identificar y rectificar irregularidades y fallos.

EMO Hannover, que se celebrará del 18 al 23 de septiembre, se erige como soporte para la industria en su camino hacia esta manufactura de calidad. Los expositores Hainbuch y Schunk GmbH presentarán en la feria soluciones que ponen de relieve la importancia de la transformación digital en estos sistemas.

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Sistemas de sujeción ciberfísicos

“El futuro es ciberfísico” fue el lema que la división de herramientas de precisión de la VDMA junto con el Instituto de Ingeniería Mecánica GmbH usaron para las invitaciones al foro de dispositivos de sujeción celebrado en Düsseldorf en 2020. Este evento congregó a numerosos asistentes y expertos en producción procedentes de empresas industriales e institutos de investigación, quienes debatieron las ventajas de los dispositivos de sujeción que se están transformando en equipos ciberfísicos gracias a la digitalización.

Sin embargo, se plantea una incógnita sobre el rumbo de esta megatendencia. ¿Fue simplemente un espejismo? Para Schunk, la tendencia significó el inicio de su travesía hacia un nuevo universo de producción digital. En marzo de 2020, la empresa dio a conocer un portaherramientas de alta sensibilidad dotado con tecnología de sensor integrada en el mencionado foro de dispositivos de sujeción en Düsseldorf.

El portaherramientas inteligente Itendo² apoya la digitalización de las máquinas-herramienta.
Crédito: Schunk.

Este soporte, de acuerdo con lo señalado por la empresa, puede ser utilizado, incluso, en la retroadaptación de maquinarias existentes. Markus Michelberger, director de ventas de las tecnologías de sujeción de Schunk, destaca la relevancia de la transformación digital de esta índole. La integración de sensores en distintos dispositivos de sujeción, que posibilita el monitoreo constante de los parámetros del proceso, facilita la corrección frente a desviaciones.

Michelberger indica que el control y la supervisión en línea aseguran procesos confiables y una calidad de producto constante para los usuarios. “La inspección automatizada en tiempo real de dispositivos de sujeción o portaherramientas durante la producción constituye el fundamento del mantenimiento predictivo y la corrección. Asimismo, se utiliza para registrar valores de medición y prueba en el proceso de fabricación”.

Por lo anterior, Schunk persiste en su travesía digital. La compañía alemana destaca su interés en las soluciones plug-and-play sencillas que los usuarios pueden incorporar rápidamente a sus sistemas.

Durante la EMO Hannover 2023, Schunk incorporará un módulo de sujeción electromecánico reciente, equipado con tecnología de sensor completamente integrada. Además, la empresa presentará un portaherramientas de expansión hidráulica inteligente capaz de proporcionar información en tiempo real de la herramienta misma, y de detectar el desgaste en una fase temprana.

Este portaherramientas inteligente facilita un mecanizado confiable, extiende la durabilidad de la herramienta y disminuye la generación de residuos. El portaherramientas inteligente Itendo² ofrece un control en línea de alta exactitud y, de acuerdo con Michelberger, sus beneficios pueden ser explotados en sectores en los que la calidad de las superficies mecanizadas resulta de suma relevancia, como en la perforación de precisión y en situaciones que demandan alta calidad de superficie.

Michelberger considera que el sistema eléctrico de pallets de cambio rápido controlado vía IO-Link se distingue por su capacidad para generar fuerzas equiparables a los sistemas de sujeción neumáticos, sin requerir mayor espacio de instalación.

Schunk, además, al integrar por completo la tecnología de sensores en el módulo, elimina la necesidad de sensores externos y, por ende, evita contornos de interferencia. Según Michelberger, el módulo de sujeción NSE3-PH 138 ejerce fuerzas de extracción similares al sistema convencional de las mismas dimensiones.

Estrategia de Hainbuch para una manufactura sin defectos

Hainbuch, por su parte, aplica una estrategia distinta hacia la manufactura sin defectos. Stefan Nitsche, director de productos principales, define los requisitos fundamentales para los dispositivos de sujeción: han de ser resistentes a la suciedad y prácticamente no necesitar mantenimiento. Deben distinguirse por su alta rigidez y fuerzas de sujeción, su gran precisión de concentricidad con desviaciones que no superan los cinco micrómetros y mínimas pérdidas centrífugas.

En el camino hacia la producción sin defectos, Hainbuch ha confiado en medir la inteligencia durante más de 15 años, lo que permite el control de procesos en línea.
Crédito: Hainbuch.

Asimismo, Nitsche aconseja que los usuarios empleen siempre el dispositivo de sujeción idóneo para la pieza de trabajo, a pesar de que esto pueda incrementar el esfuerzo de configuración. Por ejemplo, las mordazas I.D. se presentan como la solución óptima para el mecanizado de cinco caras. No obstante, si la pieza de trabajo no cuenta con el orificio de sujeción necesario para ello, considera que la sujeción O.D. con mandriles se convierte en la alternativa ideal.

Nitsche detalla que la empresa emplea la interfaz de cambio rápido Centrotex y el sistema de sujeción de punto cero Docklock con el objetivo de mantener al mínimo los tiempos de configuración manual (inferiores a un minuto con el sistema, frente a los 30 minutos que implican los métodos tradicionales) y asegurar una precisión en el cambio que no exceda las tres micras.

La inteligencia de medición de Hainbuch, que permite el control de procesos en línea, se ha utilizado con éxito durante más de 15 años; la compañía lo describe como su tercer componente de “cero defectos”. Se utiliza para comprobar el diámetro de sujeción previo al mecanizado hasta el micrómetro más cercano y para detectar el sistema de la pieza de trabajo.

“Además, la fuerza de sujeción real sobre la pieza de trabajo se mide continuamente. A medida que los componentes aumentan en complejidad, esto representa un factor crucial de estabilidad del proceso”, explica Nitsche.

“Exhibiremos las tres tecnologías y productos en vivo en EMO Hannover. Usando Centrotex o Docklock, es un juego de niños cambiar nuestros dispositivos de sujeción en segundos con precisión microscópica, o utilizar nuestros dispositivos de sujeción IQ para una sujeción de alta precisión mientras se realizan simultáneamente varias operaciones de medición”, puntualiza Nitsche.