Uno de los responsables del buen mecanizado son las herramientas que utilizamos pues es importante que sean idóneas y que tengan una excelente vida útil, lo que nos aporta ventajas competitivas que debemos poner en valor.
Hoy nos vamos a referir a la utilización del control adaptativo en tiempo real (CA). Este control adaptativo se utiliza principalmente para reducir los tiempos de mecanizado y proteger las herramientas de la rotura pues prolonga la vida útil de las mismas.
Sobre el control adaptativo
Durante las dos últimas décadas hemos asistido a una creciente adopción del control de avance adaptativo (CA) en tiempo real por parte de diferentes industrias que utilizan máquinas CNC para el arranque de viruta.
Se utiliza para mecanizar aleaciones duras y materiales blandos; se despliega tanto en aplicaciones de fresado como de torneado.
El principio en el que se basa la tecnología de control adaptativo en tiempo real es sencillo. Para garantizar un mecanizado estable y uniforme, el avance programado debe ajustarse a una variedad de condiciones de corte para la característica/trayectoria dada. Estas condiciones incluyen, entre otras, puntos más duros o blandos del material, herramienta de corte afilada o sin filo, profundidad de corte variable debido a la variabilidad de las tolerancias del material en bruto, etc.
Un programa de control numérico típico tiene en cuenta los peores escenarios con parámetros de corte conservadores, en concreto la velocidad de avance. El control adaptativo en tiempo real aprovecha los ajustes de corte aprendido y varía el avance según las condiciones de corte instantáneas reales para mantener una carga óptima y constante en las herramientas.
Aumento de la vida útil de las herramientas
La mayoría de los usuarios de control de CA en tiempo real se centraban en aumentar la tasa de arranque material (MRR) para aumentar el rendimiento de producción. Este estrecho enfoque en la reducción del tiempo de ciclo llevó a la gente a limitar las aplicaciones de CA principalmente a máquinas con cuellos de botella totalmente automatizadas, donde incluso una ligera reducción del 1%-3% en los tiempos de mecanizado conduce a mejoras muy impresionante en los ingresos.
Hay una ventaja adicional del control adaptativo que a menudo se pasa por alto. Los usuarios de máquinas pueden reducir el gasto en herramientas de corte si integran el CA en tiempo real en sus máquinas.
El coste de las herramientas no es una cifra desdeñable. Los estudios de mercado muestran que las fábricas gastan alrededor del 10% de los costes del taller en herramientas de corte.
Como prolongar la vida útil sin aumentar el tiempo de ciclo?
Esta es la cuestión.
Como puede ayudarnos la CA?
Pongamos un ejemplo:
Consideremos una pieza forjada con puntos y profundidad de corte variable en la primera pasada, la superior. Muchas veces, durante esta pasada, la herramienta “cortará en el aire”. Aquí la CA acelera el avance, reduciendo el tiempo de mecanizado sin ningún impacto negativo en la vida útil de la herramienta. Después, cuando se encuentran puntos duros, CA reduce el avance para mantener una carga constante sobre la herramienta de corte. La carga constante sobre la herramienta prologa su vida útil, mientras que el mayor avance en el corte en el aire compensa el menor avance en un punto duro. El resultado es una mayor vida útil y el mismo tiempo de mecanizado que antes.
Una conclusión obvia es gestionar la vida útil de las herramientas de forma dinámica y sustituir cada unidad (de la herramienta) justo a tiempo (JIT) cuando llegue al final de su vida útil; no antes (para ahorrar costes), ni después (para evitar problemas de calidad).
Cómo aplicar la gestión dinámica de la vida útil de las herramientas?
Aquí es exactamente donde entra en escena el control adaptativo en tiempo real. El control adaptativo notificará al usuario que una herramienta está llegando al final de su vida útil. Una vez recibida la notificación, el operario sustituirá la herramienta cuando vuelva al almacén. Alternativamente, la notificación puede ser recibida por el PLC, que sustituirá la herramienta gastada por su herramienta hermana para un mecanizado continuo no supervisado.
Sectores donde se aplica
En la actualidad, el control adaptativo se utiliza en las industrias aeroespacial, energética, automovilística y otras.
Un buen producto de control adaptativo es instalar Optimize MyMachining /AdaptiveControl (OMM /AC) de Siemens, a todas las máquinas del taller.
Para resumir, el control adaptativo en tiempo real es una solución ampliamente adoptada para aumentar el rendimiento de las máquinas reduciendo los tiempos de mecanizado. Una ventaja del control adaptativo que a menudo se pasa por alto es su capacidad para ampliar la vida útil de las herramientas y permitir una gestión dinámica de la vida útil.
Mediante la aplicación de políticas de optimización específicas destinadas a prolongar la vida útil de las herramientas, los usuarios pueden reducir los costes de fabricación sin comprometer el rendimiento, es decir, sin aumentar el tiempo de ciclo por pieza. La combinación de estas políticas de optimización con indicaciones dinámicas del final de la vida útil maximiza el ahorro de costes y mejora la calidad de las piezas mecanizadas.
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