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LA TRANSFORMACIÓN DIGITAL DEL NUEVO
TALLER DE MECANIZADO CONCLUSIONES DEL ESTUDIO SOBRE EL MECANIZADO DE
CONTROL NUMÉRICO
LA TRANSFORMACIÓN DIGITAL DEL NUEVO TALLER DE MECANIZADO 2
Dirigir un taller de mecanizado en el actual entorno económico no es tarea fácil. Los márgenes son muy estrechos. La competencia por un proyecto puede estar en la misma ciudad o al otro lado del océano. Y los clientes exigen la máxima calidad y plazos de entrega increíblemente cortos. Las oportunidades están ahí, pero se necesita una organización altamente capacitada para aprovecharlas.
Es en este contexto en el que Lifecycle Insights llevó a cabo en 2017 su estudio de investigación sobre el mecanizado por control numérico. Las conclusiones demostraron que la clave para cualquier intento de mejora del trabajo pasa por los plazos de entrega. Sin embargo, son muchos los problemas técnicos que socavan tales esfuerzos: desde la alta fricción en el trabajo con los modelos hasta la dificultad de crear trayectorias, pasando por la verificación poco fiable del código G y los bajos niveles de reutilización de los conocimientos sobre el mecanizado.
Afortunadamente, muchos de estos problemas se pueden solucionar gracias a la transformación digital del nuevo taller de mecanizado. Las tecnologías que hacen posible esta transformación posibilitan la preparación y manipulación de los modelos desde cualquier aplicación CAD. De igual manera, permiten desarrollar trayectorias de alta calidad de manera automática, simular la ejecución del código G resultante y estandarizar los conocimientos de control numérico para su reutilización en todo el proceso.
El objetivo de este e-book es profundizar en estas cuestiones. En primer lugar, este documento publica y contextualiza las conclusiones del estudio sobre el mecanizado por control numérico. Asimismo, también presenta un ecosistema de tecnologías que permiten satisfacer las necesidades de los nuevos talleres de mecanizado. En definitiva, recomienda los siguientes pasos.
La gestión de un taller de mecanizado plantea diversos problemas. Ahora bien, el uso de una tecnología adecuada puede facilitar y rentabilizar el proceso.
INTRODUCCIÓN
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Los talleres de mecanizado, al igual que muchas de las empresas que intervienen en el proceso de desarrollo, sufren a menudo mucha presión para mejorar su trabajo. Los participantes en este estudio no eran un caso aparte.
Los plazos de entrega resultan ser el factor más importante para los talleres de mecanizado, ya que eclipsa a la siguiente respuesta más frecuente por casi dos a uno. Esta conclusión, junto con los demás motores del cambio, se merece más atención, ya que encarna la meta u objetivo de estas empresas.
Imagen 1: Principales objetivos de los talleres de mecanizado Estudio sobre el mecanizado por control numérico, 2017, Lifecycle Insights, 215 participantes
LOS PLAZOS DE ENTREGA CONSTITUYEN EL PRINCIPAL PROBLEMA
Muchas de las respuestas a esta pregunta de la encuesta guardan relación con el tiempo. La opción elegida con mayor frecuencia fue la de los plazos de entrega, es decir, el tiempo que transcurre desde que se recibe un pedido hasta que se le hace llegar al cliente.
¿Por qué se elige esta respuesta con tanta frecuencia? Los plazos de entrega representan uno de los factores financieros más tangibles para los talleres de mecanizado. Una vez realizada la entrega, la empresa puede facturar el pedido, lo cual constituye el plazo de facturación. Cuanto más rápido se puedan entregar las piezas, antes podrá facturar la empresa y, en última instancia, cobrar. Para las empresas pequeñas, el efectivo y flujo de caja son las dos métricas más importantes, ya que de ellas depende su capacidad para saldar las deudas, pagar a los empleados y seguir siendo económicamente viables.
La reducción de los plazos de entrega presenta implicaciones de vital importancia para los talleres de mecanizado, más allá de su situación económica. Constituye una buena manera de aumentar los ingresos. Si la empresa logra reducir los plazos de entrega, podrá realizar más proyectos en el mismo tiempo, ya sea a lo largo del mes o de todo el año, lo cual se traduce en más ingresos. Además, pueden conseguirlo sin necesidad de adquirir más máquinas para aumentar su capacidad de trabajo, lo cual conllevaría incurrir en un gasto. Por lo tanto, disminuir los plazos de entrega permite que la empresa incremente los ingresos mientras mantiene o aumenta mínimamente los gastos tanto iniciales como recurrentes. Y eso se refleja en un aumento de los márgenes.
56%
32%28%
24% 24%
¿Qué resultados esperaobtener su empresa?
LAS ENTREGAS A TIEMPO SON EL PRINCIPAL PROBLEMA DE LOS TALLERES DE MECANIZADO
Reducir los plazos de entrega
Disminuir el tiempo de
mecanizado
Aumentar el nivel de
satisfacción de los clientes
Reducir el desgaste y la rotura de las herramientas
Acortar el tiempo de
elaboración de presupuestos
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LA ROTURA DE LAS HERRAMIENTAS Y LOS PLAZOS DE ENTREGA
Los esfuerzos por reducir el desgaste y la rotura de las herramientas suponen un ahorro para los talleres de mecanizado. Pero eso no es todo. Por ejemplo, una rotura accidental puede conllevar un importante retraso en el plazo de entrega. Y un desgaste imprevisto puede obligar al taller a realizar mucho trabajo manual de mejora del mecanizado, lo cual también retrasaría la entrega.
Reducir los tiempos de mecanizado es una medida que también permite mejorar los plazos de entrega. Dependiendo del tipo de mecanizado, esta puede ser la parte más larga de todo el proceso. Acortar esta fase permite reducir los plazos de entrega.
AUMENTAR LA SATISFACCIÓN
Incrementar el nivel de satisfacción de los clientes no tiene nada que ver con el tiempo, pero sí con la economía. Las piezas que no superan los controles de calidad se devuelven al taller de mecanizado. Allí se reacondicionan de acuerdo con los requisitos del cliente, lo cual dilata el plazo de entrega, o se desechan. En este último caso, sería necesario realizar un nuevo mecanizado de la materia prima, un proceso que eleva el coste del pedido sin que ello se refleje en un aumento de los ingresos. Y eso, en última instancia, resta rentabilidad al trabajo. Más allá de la obligación de entregar un juego completo de piezas al cliente, algunos contratos contemplan penalizaciones económicas en el caso de que se excedan ciertos umbrales de devolución. Así pues, son muchas las implicaciones económicas del aumento del nivel de satisfacción de los clientes.
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Los plazos de entrega constituyen el principal motivo por el cual los talleres de mecanizado desean mejorar sus operaciones. Si logran reducir esta variable, conseguirán aumentar los ingresos sin elevar mucho los costes, lo que equivale a un importante aumento de los beneficios. ¿Qué dificultades y problemas deberían superar para lograr este objetivo? Responder a esta pregunta es otro de los cometidos del estudio de investigación sobre el mecanizado por control numérico.
En una de las secciones de la encuesta se presentaba a los participantes una lista de problemas relacionados con el mecanizado. Se les pedía que eligieran los tres que considerasen más importantes para ellos. Al igual que en otras secciones del estudio, ninguno de ellos destacó sobre los demás, y ninguno superó el 30 %. Esto refleja la gran disparidad de problemas a los que deben hacer frente los talleres de mecanizado en su trabajo diario. Sin embargo, estas cuestiones giran en torno a temas comunes.
FRICCIONES EN LA IMPORTACIÓN, PREPARACIÓN Y CAMBIO DE LOS MODELOS
Algunos de los problemas que dificultan la reducción del plazo de entrega tienen que ver con la fricción y la ineficiencia, tanto digital como física, a la hora de pasar del diseño a la pieza mecanizada. Esto incluye:
Los datos se transfieren entre diferentes programas (CAD, CAM, CMM) y equipos
Resulta difícil trabajar con el diseño y los modelos de herramientas de los clientes
No es fácil combinar los cambios de diseño de todas las personas que intervienen
Imagen 2: Los tres principales problemas del mecanizado: relacionados con el modelo
Estudio sobre el mecanizado por control numérico, 2017, Lifecycle Insights, 215 participantes
Importar los modelos y conseguir una buena geometría sigue siendo un problema para muchos. Los operarios han de hacer frente al desafío de introducir cambios en tales modelos durante la preparación de la trayectoria. Esto suele incluir cambios de geometría para que no resulte tan difícil o costoso de fabricar. Sin embargo, cuando se importa un modelo, las operaciones y parámetros utilizados para crear esa geometría desaparecen. El resultado es una geometría sólida sin ningún tipo de control. Modificar este modelo requiere mucho tiempo y resulta muy laborioso.
Otro problema radica en los cambios de diseño. Se supone que el modelo está terminado cuando concluye la fase de diseño. Con todo, muchas empresas encuentran problemas de diseño más tarde, lo que requiere introducir modificaciones en la geometría y retomar su diseño. Dado que más del 50 % de los talleres de mecanizado dependen de sistemas autónomos de CAD y CAM, introducir cambios en el diseño les
LOS PROBLEMAS QUE MÁS TIEMPO SUPONEN A LOS TALLERES DE MECANIZADO
25%
27%
27%
Difficult to work with design and toolingmodels from customers
Painful to accommodate design changesfrom internal or external stakeholders
Data must be transferred betweendifferent software (CAD, CAM, CMM) and
teams
Problemas relacionados con el modelo
Los datos se transfieren entre diferentes
programas (CAD, CAM, CMM) y equipos
Resulta difícil trabajar con el diseño y los
modelos de herramientas de los clientes
Resulta difícil combinar los cambios de diseño de todas las personas que
intervienen
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obliga a repetir todo el proceso, empezando por volver a importar el modelo, arreglarlo y prepararlo de nuevo para su mecanizado. Este proceso va en contra del concepto de desarrollo concurrente, gracias al cual los operarios pueden empezar a preparar las trayectorias mientras los ingenieros diseñan los componentes.
Por último, las labores de exportación e importación de geometrías no constituyen solo un problema a la hora de trabajar con los archivos del cliente. Muchos talleres de mecanizado tienen una gran variedad de aplicaciones de CAD, CAM y CMM. La ejecución de un proyecto puede exigir trayectorias de un software de CAM y a continuación una inspección del software de CMM. Teniendo en cuenta que casi un 75 % de los talleres de mecanizado utilizan procedimientos de inspección CMM independientes, una gran mayoría de las empresas terminan traduciendo la geometría entre ambos sistemas en sus propias instalaciones. Esto no hace más que agravar el problema de la traducción de la geometría.
En resumen, estas cuestiones suponen un obstáculo importante cuando se trata es de reducir el plazo de entrega.
LA DIFICULTAD DE CREAR BUENAS TRAYECTORIAS DE HERRAMIENTAS
Otras cuestiones que hacen difícil reducir los plazos de entrega dependen del desarrollo digital de las trayectorias en las aplicaciones de software. Son las siguientes:
Generar buenas trayectorias resulta difícil debido a la preparación del modelo, las múltiples iteraciones, la edición, etc.
Las tareas de mecanizado no son eficientes debido al corte por aire, la baja tasa de eliminación de material, la sobrecarga de la herramienta, vibraciones, etc.
Las piezas mecanizadas requieren un trabajo adicional (controles de calidad, acabado de la superficie, consideraciones estéticas, etc.) para que puedan cumplir todos los requisitos
Uso de documentación en papel en el taller
Imagen 3: Los tres principales problemas del mecanizado: relacionados con las trayectorias de herramientas Estudio sobre el mecanizado por control numérico, 2017, Lifecycle Insights, 215 participantes
Crear una trayectoria de herramienta no suele ser sencillo. Existe una gran variedad de complicaciones, entre las que se encuentran la importación del modelo y la limpieza. Desarrollar una buena trayectoria suele exigir un meticuloso trabajo para obtener el efecto deseado, al menos según lo planificado. Muchas empresas, sin embargo, no pueden confiar por completo en su software CAM para obtener trayectorias. Alrededor del 21 % de los participantes en este estudio modifican a mano las trayectorias en el software CAM a diario.
Son muchos los problemas que se pueden presentar al empezar a cortar metal. Así que contar con una trayectoria viable no suele ser suficiente. Los talleres de mecanizado necesitan trayectorias eficientes que les permitan reducir los plazos de entrega. Los problemas pueden ser muy variados. Algunas trayectorias podrían incluir movimientos en los que se elimina muy poco material, o incluso ninguno. Y otras podrían eliminar demasiado o provocar vibraciones. Por lo tanto, es necesario reelaborar manualmente varios componentes para cumplir con los requisitos
21%
26%
27%
Generating good toolpaths is difficult dueto part model prep, many toolpaths
iterations, editing, etc.
Machine operations are inefficient due toair cutting, low material removal rate,
tool overload, chatter, etc.
Machined parts require rework (quality,surface finish, aesthetics, etc.) to meet
requirements
Problemas relacionados con las trayectorias de herramientas
Las piezas mecanizadas requieren un trabajo adicional (controles de calidad, acabado de la
superficie, consideraciones estéticas, etc.) para que puedan satisfacer todos los requisitos
Las tareas de mecanizado no son eficientes debido al corte por aire, la baja tasa de
eliminación de material, la sobrecarga de la herramienta, vibraciones, etc.
Generar buenas trayectorias resulta difícil debido a la preparación del modelo, las
múltiples iteraciones, la edición, etc.
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originales del cliente. Un 24 % de los encuestados llevan a cabo a diario tareas de pulido no previstas en las piezas para obtener el acabado deseado de las superficies. Y esto es algo que también impide a los talleres reducir sus plazos de entrega.
Estas tres cuestiones se dan sobre todo cuando se crean trayectorias para mecanizados a alta velocidad. Estas deben tener en cuenta el momento de la herramienta de corte y del equipo a la hora de realizar los movimientos de control numérico por ordenador. Numerosos talleres, entre los que se encuentran el 67 % de los que han encuestados, están adoptando el uso de estrategias de corte porque reducen los tiempos de ejecución de los proyectos. Los problemas relacionados con la trayectoria identificados hasta ahora, sin embargo, solo se agravan a altas velocidades. Para utilizar tales estrategias de mecanizado de un modo eficaz, es necesario desarrollar las trayectorias correctas.
Sorprendentemente, un 61 % de los talleres de mecanizado utilizan una documentación de fabricación (fichas de configuración, listas de herramientas y planos) en papel. Esto no hace sino complicar todavía más el uso de métodos de corte estándares y versátiles que permitan trabajar con la máquina herramienta de un modo más eficiente.
VERIFICACIÓN VIRTUAL DEL CÓDIGO G POCO FIABLE
Un paso muy importante antes de cortar metal es asegurarse de que el código G, la versión de una trayectoria específica para el equipo, funciona tal como se espera. Muchas empresas lo verifican de manera virtual, mediante una simulación, lo cual elimina el riesgo de que se rompan las herramientas, el material de trabajo y la propia máquina. Sin embargo, para otras empresas esto supone un problema. Por ejemplo:
La máquina herramienta a menudo se comporta de un modo diferente a la simulación en el software CAM
Es necesario validar a mano el trabajo de los programas de control numérico (código G)
Imagen 4: Los tres principales problemas del mecanizado: relacionados con la verificación Estudio sobre el mecanizado por control numérico, 2017, Lifecycle Insights, 215 participantes
Las simulaciones realizadas en las aplicaciones CAM no siempre permiten detectar todos los problemas relacionados con la trayectoria. Esto se debe a que la verificación digital pocas veces se basa en el código G posprocesado que mueve la máquina de control numérico por ordenador. Cuando la verificación virtual mediante aplicaciones CAM no puede detectar los problemas de manera fiable, la empresa debe revisar a mano el código G que incluye las instrucciones de la máquina CNC. Para ello, es necesario revisar una a una las líneas de texto del código G.
Esta es una tarea minuciosa que requiere mucho tiempo, y podría demorar el plazo de entrega. Y no se trata de un problema menor. Un 27 % de los participantes en este estudio modifican a mano el código G todos los días. Las revisiones manuales no permiten eliminar todos y cada uno de los problemas del mundo físico. Alrededor del 32 % de los participantes presencian un conflicto de herramientas o piezas todas las semanas.
16%
24%
Machine tool often behaves differentlythan simulated in CAM software
Need to manually validate the NCprograms (G-code) work as expected
Problemas relacionados con la verificación
Es necesario validar a mano el trabajo de los programas de control numérico
(código G)
La máquina herramienta a menudo se comporta de un modo diferente a la
simulación en el software CAM
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La reducción de los plazos de entrega plantea muchos problemas a los talleres de mecanizado. Estas empresas no deberían tener en cuenta solo los riesgos. Y esto es así porque existen muchas maneras de acortar los plazos de entrega.
APROVECHAR LA IMPRESIÓN EN 3D PARA LA PRODUCCIÓN
El auge de la impresión en 3D ha generado en los últimos años una gran expectación entre los fabricantes. Muchos prevén el día en el que las piezas de producción se puedan imprimir en cuestión de una hora, en lugar de cortar el metal durante todo un día. Curiosamente, las conclusiones de este estudio revelan que el futuro está más cerca de lo previsto.
El 37 % de los participantes utiliza la impresión en 3D en proyectos experimentales
El 25 % emplea la impresión en 3D en proyectos determinados
El 12 % usa la impresión en 3D en sus proyectos habituales
El impacto en los plazos de entrega no pasa desapercibido. Imprimir piezas puede ser más rápido que cortar metal. Así, disminuye el tempo necesario para su entrega. Pero eso no es todo. Gracias a la impresión en 3D, los fabricantes pueden reducir drásticamente el número de operaciones, configuraciones y máquinas necesarias, lo cual permite disminuir el tiempo y los costes y, en definitiva, los plazos de entrega. Además, la impresión en 3D les permite fabricar piezas complejas que antes resultaban imposibles.
Por último, el simple hecho de crear un componente añadiendo material en vez de cortarlo implica cuestiones económicas. Con la
impresión en 3D, los desperdicios se reducen, o incluso se eliminan, y el material sobrante se puede utilizar en el próximo proyecto. Con el mecanizado, las virutas metálicas se pueden reciclar, pero no se pueden reutilizar directamente. Utilizar la impresión en 3D en vez de los métodos de fabricación sustractiva constituye una buena oportunidad para mejorar los beneficios.
EMPLEO DE ROBOTS DE MANIPULACIÓN Y MECANIZADO
Otra tecnología que algunos fabricantes están empezando a utilizar es la manipulación y el mecanizado con robots. El estudio revela que el 24 % de los participantes recurren actualmente a la manipulación y el mecanizado robótico. Tradicionalmente, estas funciones han permitido automatizar tareas como el levantamiento, el posicionamiento y la soldadura. Ahora los robots están equipados con herramientas que les permiten realizar cortes, pulidos y desbarbados.
El uso de las aplicaciones tradicionales y modernas de la robótica en el mecanizado aumenta la automatización, proporciona una mejor calidad, permite mecanizar piezas de mayor tamaño con una única configuración y amplía las horas de funcionamiento. La clave para usar los robots de un modo productivo es aprovechar las aplicaciones CAM compatibles con las tareas de programación.
LAS OPORTUNIDADES QUE BRINDAN LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS
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EL USO DEL IIOT PARA GESTIONAR LA INFORMACIÓN DE FABRICACIÓN
Otra nueva tendencia viene de la mano del Internet Industrial de las Cosas (IIoT) y el uso de sensores y software inteligente en el taller. La idea aquí es capturar los datos de los centros de mecanizado y demás equipos de producción y analizarlos para detectar anomalías tales como problemas de calidad o errores de la máquina. Una vez detectadas, se pueden adoptar medidas correctivas para solucionarlas. Alrededor del 29 % de los participantes en el estudio recurren a la adquisición de datos de la máquina mediante controladores o sensores.
ESTANDARIZACIÓN, CONTROL DE LOS DATOS Y REUTILIZACIÓN
La estandarización, el control de los datos y la reutilización de los conocimientos de control numérico de la empresa permiten reducir los plazos de entrega. La idea es codificar la configuración de la máquina (alimentación, velocidad, valores de las pasadas y demás información) de un proyecto a otro. En teoría, esto permitiría reducir la preparación necesaria para desarrollar una trayectoria y generar el código G. El estudio revela que alrededor del 39 % de las empresas están llevando a cabo este tipo de tareas de estandarización y reutilización. Mientras que los modernos fabricantes implementan procedimientos para guardar, clasificar y reutilizar sus conocimientos, menos del 30 % de los talleres de mecanizado administran y controlan sus datos.
La estandarización y la reutilización en el mecanizado resultan especialmente útiles para acortar los plazos de entrega y entregar piezas de alta calidad. El análisis de las buenas prácticas y su uso generalizado en el taller de mecanizado solo brinda beneficios. Asimismo, elimina la necesidad de tener que reinventar la rueda, ya que permite desarrollar una metodología propia para crear
buenos procesos. Así pues, la estandarización y la reutilización hacen posible obtener una mayor calidad en menos tiempo.
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A la hora de reducir los plazos de entrega, los talleres de mecanizado se encuentran con numerosos problemas y oportunidades. Poder derribar esas barreras y aprovechar todas las ocasiones para mejorar depende en gran medida de la tecnología utilizada para realizar el trabajo. Curiosamente, existe un buen argumento a favor del uso de un conjunto integrado de aplicaciones de software que funcionen formando un único ecosistema informático.
POTENTES HERRAMIENTAS CAD PARA LA GEOMETRÍA IMPORTADA
Tal como señalamos con anterioridad, los talleres de mecanizado han de trabajar con modelos procedentes de diferentes lugares. En este contexto, es importante contar con capacidades de modelado paramétrico, directo y de facetas.
El modelado paramétrico ofrece potentes funcionalidades y controles dimensionales de la geometría. Al incorporar la inteligencia en el modelo, posibilita la creación de trayectorias de corte e inspección basadas en datos sencillos. El modelado directo permite mover la geometría sin necesidad de saber cómo se ha creado el modelo. Esto resulta ideal para preparar el mecanizado de una geometría importada. El modelado de facetas permite modificar la geometría de la malla, el resultado del escaneado láser, la exportación STL y la optimización de la topología. Lo mejor es que facilita que las empresas eviten el laborioso proceso de convertir la geometría de la malla en una representación de contornos antes de realizar cambios.
Estas funcionalidades se dirigen directamente a los problemas relacionados con la fricción en el proceso de importación, preparación y cambio de los modelos que se ha mencionado con
anterioridad. Al poner fin a estos problemas, los talleres de mecanizado pueden reducir sus plazos de entrega.
PAQUETES DE SOFTWARE CAD-CAM-CMM
Otro de los grandes obstáculos que deben superar los talleres de mecanizado es la necesidad de trabajar con un modelo en entornos CAD, CAM y CMM. Los paquetes de software CAD-CAM-CMM utilizan un modelo único, en vez de realizar traducciones. Utilizando una sola aplicación en lugar de varias, es posible eliminar innumerables problemas de traducción de la geometría. Como resultado, los ingenieros, los operarios y los inspectores de calidad pueden trabajar en un único entorno en el que diseñan, importan y arreglan la geometría, y desarrollan y exportan trayectorias de herramientas a equipos de control numérico y trayectorias de inspección a las máquinas de CMM. Esto reduce considerablemente la cantidad de fricción en el trabajo digital.
LOS PROCESOS DE MECANIZADO BASADOS EN MODELOS
Otro problema al que se enfrentan los talleres de mecanizado es la necesidad de integrar los cambios de diseño de los ingenieros y de los clientes. Una buena estrategia para ello es el método del modelo maestro, o proceso basado en modelos. Este método permite crear una versión derivada de un modelo en 3D del ingeniero. Ese modelo se puede modificar y retocar para el desarrollo de trayectorias. A continuación, una vez introducidos los cambios en el diseño original, se propagan a los modelos derivados, incluidos los utilizados para el mecanizado y la inspección. Esto significa que las trayectorias de corte y de inspección se actualizan de modo automático y seguro.
ECOSISTEMAS DE MECANIZADO INTEGRADOS
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PROGRAMACIÓN DE LA PRODUCTIVIDAD Y LA AUTOMATIZACIÓN
El desarrollo automático de buenas trayectorias constituye el principal problema de los talleres de mecanizado. Lleva mucho tiempo, y es una tarea en la que se pueden cometer errores que requieren una modificación manual. Sin embargo, las nuevas funciones de las modernas aplicaciones CAM permiten mitigar este problema. El mecanizado basado en operaciones permite que los programadores del control numérico puedan automatizar la creación de trayectorias para un gran número de operaciones inteligentes de mecanizado. Estas pueden reaccionar de diferentes maneras a las modificaciones, y resultan más resistentes. Pueden automatizar la creación de trayectorias de gran calidad que eliminan gran parte, o incluso todo el trabajo manual asociado a la programación de control numérico.
LA GESTIÓN DE LOS MODELOS Y LOS DATOS DE FABRICACIÓN
El paso del diseño al corte del metal deja tras de sí importantes objetos digitales. El modelo de diseño se utiliza para crear un modelo de fabricación que puede retocarse y modificarse para la producción. Ese modelo de fabricación se usa para crear esquemas y fichas de configuración, listas de herramientas, trayectorias e instrucciones para la inspección. Todos estos productos digitales se utilizan durante el proceso de fabricación. Podría ser necesario introducir cambios en cualquier punto de esta cadena digital de objetos. Por lo tanto, resulta de vital importancia llevar un control de tales cambios ya que, de lo contrario, se podría utilizar una información errónea a la hora de cortar el metal, lo que daría lugar a piezas inservibles y retrasos en el proyecto.
Administrar todos estos objetos y brindar acceso a una única fuente de conocimiento es el objetivo de las soluciones de gestión de datos del producto (PDM). Estas tecnologías permiten
controlar las relaciones entre los productos, informar de los cambios a las personas adecuadas y garantizar que se usa la versión correcta de tales productos en cada etapa del proceso.
Lo más atractivo de un ecosistema de mecanizado integrado es que permite que todo el equipo acceda a una fuente de conocimiento. Los ingenieros pueden cerciorarse de estar trabajando con la última revisión del modelo. Asimismo, los programadores de control numérico emplean los modelos de piezas ya publicados para el desarrollo de trayectorias de herramientas. Cerrar ese bucle también proporciona otras ventajas. Los operarios pueden guardar en el propio sistema los modelos de mecanizado en los que hayan introducido modificaciones. Así se crea un registro histórico de los cambios que necesita el diseño antes de pasar a la fase de producción. Conservar tales conocimientos resulta imprescindible para tomar mejores decisiones en el futuro.
Otra oportunidad nos la brinda la recopilación de información sobre la calidad. Los diferentes tipos de tareas de fabricación y datos del sistema de calidad se pueden conectar a los modelos de diseño y mecanizado para atajar cualquier problema relacionado con el diseño. Así pues, la gestión de todos estos objetos a lo largo del proceso hace posible que todos puedan acceder a una única fuente de conocimiento, eliminando así errores y demoras. De esta manera se crea un registro histórico con valiosa información para los ingenieros.
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De acuerdo con el estudio de Lifecycle Insights sobre el mecanizado de control numérico, el principal objetivo de los talleres de mecanizado hoy en día es reducir los plazos de entrega. Alcanzar este objetivo conlleva un aumento de los ingresos, ya que se pueden realizar más proyectos sin incurrir en más gastos.
LAS DIFICULTADES DE REDUCIR LOS PLAZOS DE ENTREGA
Sin embargo, acortar los plazos de entrega no es tarea fácil. Son innumerables los obstáculos que debemos superar:
Las fricciones durante la importación, preparación e introducción de cambios en el modelo dificultan la preparación inicial de un modelo para las trayectorias y la aceptación de los cambios de diseño en las últimas etapas del proceso
La dificultad de crear buenas trayectorias provoca numerosas iteraciones en ellas, obliga a modificarlas manualmente y a realizar un acabado manual de las piezas mecanizadas
La verificación virtual de un código G poco fiable conlleva la necesidad de realizar más trabajo manual para revisar las líneas de código de la máquina
OPORTUNIDADES PARA REDUCIR LOS PLAZOS DE ENTREGA
Además de estos desafíos, los talleres de mecanizado pueden aprovechar las siguientes oportunidades para alcanzar su objetivo:
La impresión en 3D permite fabricar y entregar las piezas con mayor rapidez y a un coste menor
Los robots de manipulación y mecanizado brindan una automatización que aporta más calidad y flexibilidad
El uso del IIoT para gestionar la información de fabricación permite aprovechar los datos del equipo de mecanizado para introducir mejoras
La estandarización, el control de los datos y la reutilización aceleran el desarrollo de trayectorias de calidad y fiables
ECOSISTEMAS DE MECANIZADO INTEGRADOS
Las nuevas tecnologías, y muy especialmente las aplicaciones de software de mecanizado integradas, brindan la posibilidad de superar estos obstáculos y aprovechar las oportunidades de reducir los plazos de entrega.
Las potentes herramientas CAD para la geometría importada ponen en manos de los operarios las funcionalidades más adecuadas para preparar los modelos
Los paquetes de software CAD-CAM-CMM reducen la necesidad de traducir los modelos
Los procesos de mecanizado basados en modelos permiten a los operarios hacer su trabajo sin miedo a los cambios de diseño
La programación de la productividad y la automatización utilizan trayectorias inteligentes basadas en operaciones que pueden adaptarse al cambio
La gestión de los modelos y los datos de fabricación proporciona el entorno perfecto para albergar una única fuente de conocimiento para los modelos de diseño, fabricación y mucho más
Dirigir un taller de mecanizado en la actualidad no es tarea fácil. Sin embargo, con las tecnologías adecuadas puede resultar mucho más fácil y rentable.
© 2017 LC-Insights LLC
Chad Jackson trabaja como analista e investigador en Lifecycle Insights, ofreciendo información sobre tecnologías relacionadas con la ingeniería, incluidas CAD, CAE, PDM y PLM. [email protected]
RESUMEN Y CONCLUSIÓN
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ESTUDIO SOBRE EL MECANIZADO POR CONTROL NUMÉRICO
El estudio sobre el mecanizado por control numérico gira en torno a las prioridades comerciales y las prácticas y tecnologías aplicadas en los modernos talleres de mecanizado.
Entre septiembre y octubre de 2016, Lifecycle Insights entrevistó a 215 participantes para evaluar las estrategias y tácticas empleadas en los nuevos talleres de mecanizado, centrándose especialmente en sus objetivos comerciales, prácticas habituales y tecnología utilizada.
El número de participantes en este estudio fue de un total de 215. Sin embargo, sus conclusiones se basan en un subconjunto formado por 177 de ellos en el que no se encontraban los proveedores de software y de servicios ni los integradores de sistemas.
Los participantes en este estudio pertenecen a una gran variedad de sectores de actividad. Entre los más importantes, encontramos: un 48 % del sector aeroespacial y la defensa, un 24 % del sector de la maquinaria industrial, un 24 % del sector del automóvil, un 23 % de los sectores de las grandes empresas tecnológicas, la electrónica y los bienes de consumo, un 19 % del sector energético (petróleo y gas) y un 18 % de los sectores de la construcción, la agricultura y la maquinaria pesada. Es necesario señalar que los participantes no se limitaban a seleccionar un solo sector de actividad, ya que los proveedores a menudo trabajan con varios.
Estos participantes trabajan para empresas con una gran variedad de ingresos: el 74 % de ellas tienen unos ingresos de menos de 100 millones de dólares, el 15 % tienen unos ingresos entre 100 millones y 1000 millones de dólares, y un 11 % tienen unos ingresos de más de 1000 millones de dólares.
ALCANCE Y DEMOGRAFÍA DEL ESTUDIO SOBRE EL MECANIZADO POR CONTROL NUMÉRICO