Sistemas de perforación de agujeros profundos UNISIG: La perfección nunca es casualidad.
11.01.2021
Ubicación : Menomonee Falls, Wisconsin
Equipamiento : 3 máquinas Okuma
La perfección nunca es un accidente.
UNISIG fabrica máquinas perforadoras de agujeros profundos que se utilizan en prácticamente todos los sectores industriales imaginables en todo el mundo. En UNISIG, la búsqueda de la perfección nunca ha sido casualidad. Para asegurar el éxito a largo plazo, la empresa decidió invertir en el mecanizado de sus propias piezas de precisión en lugar de subcontratar la fabricación de componentes, ya que algunas de las piezas más críticas que producen tienen tolerancias y una complejidad que la mayoría de los talleres de mecanizado no pueden alcanzar.
Para mecanizar sus propias piezas a la vez que seguían creciendo y desarrollando nuevos productos, UNISIG se embarcó en un nuevo enfoque de mecanizado que permitiría combinar la precisión y el rendimiento de las máquinas herramienta CNC líderes en la industria con una nueva tecnología que, en última instancia, eliminaría la intervención manual en el mecanizado que prevalece en muchos talleres.
«La estrecha relación entre ingeniería, diseño y mecanizado mejora nuestro producto. Nuestra capacidad para contar con una altísima precisión y productividad gracias a nuestra capacidad de mecanizado interna permite a UNISIG ofrecer soluciones más avanzadas y un mayor valor añadido a sus clientes», declaró Anthony Fettig, director ejecutivo de UNISIG.
El objetivo era el mecanizado automatizado , lo que requirió un cambio de mentalidad por parte de los ingenieros, programadores y operarios del equipo. Para aprovechar esta nueva dirección, UNISIG dedicó tiempo y esfuerzo a conseguir los mejores recursos de fabricación disponibles, incluidas varias máquinas herramienta Okuma.
Aprovechando todo el potencial del mecanizado CNC automatizado
Para empezar, UNISIG ideó un plan que combinaba la fijación modular, la configuración de herramientas fuera de línea y la simulación completa de la máquina, la pieza y las herramientas, con el fin de crear una plataforma de innovación en su taller. El objetivo del equipo era mejorar radicalmente el tiempo de actividad del husillo y aprovechar todo el potencial del mecanizado CNC automatizado, incluso cuando el lote de producción fuera de una sola pieza.
El primer paso de la estrategia de UNISIG fue abandonar las fresadoras CNC clásicas y adoptar el mayor potencial de productividad de los centros de mecanizado horizontales CNC con doble paleta. Tras consultar con fuentes fiables del sector y aprovechar el conocimiento de su equipo interno, se seleccionó el centro de mecanizado horizontal MB-10000H de Okuma para el mecanizado de piezas de tamaño mediano y alta precisión.
“La rigidez y el rendimiento de la máquina Okuma destacaron entre la competencia”, explicó el Sr. Fettig. “Al evaluar la estructura de la máquina, nos impresionó el concepto de caja dentro de otra caja con husillos de bolas dobles en los ejes X, Y y Z”.
El tamaño de la paleta de 1000 mm de la MB-10000H resultó ideal para muchos de los componentes que se mecanizaban con los equipos más antiguos de la empresa. Las escalas absolutas y la gestión térmica de la máquina garantizaban el cumplimiento de los estrictos requisitos geométricos de las piezas mecanizadas.
Uno de los factores más importantes en esta inversión de capital fue la necesidad de confiar lo suficiente en la precisión de la máquina como para programarla desde su centro de rotación y dejarla funcionar sin interrupciones, verificando manualmente el proceso de mecanizado varias veces durante el ciclo. La instalación de la Okuma MB-10000H fue un éxito y reafirmó la decisión acertada de UNISIG de centrarse en el mecanizado automatizado. Los beneficios fueron tan extraordinarios que UNISIG continuó explorando otras soluciones de Okuma para materializar su visión estratégica.
Mejorando la productividad y la precisión de las máquinas.
El siguiente objetivo de UNISIG fue el mecanizado de piezas de gran tamaño. Algunas de las máquinas de la serie B de la compañía superan los 30 metros de longitud y están fabricadas con bases fundidas de entre 6 y 7,5 metros, unidas por superficies mecanizadas con precisión. Anteriormente, para mantener las tolerancias de la máquina terminada, era necesario un extenso raspado manual, lo que incrementaba considerablemente el tiempo y el coste de producción. UNISIG estableció un conjunto de parámetros de precisión de mecanizado que eliminarían gran parte de este trabajo manual necesario para lograr las tolerancias requeridas.
“La precisión no era nuestro único objetivo”, declaró Cory Funk, vicepresidente de Fabricación e Ingeniería. “Queríamos la misma productividad, similar a la de un centro de mecanizado, en piezas de 7,6 metros de largo con cientos de características mecanizadas, a la que nos habíamos acostumbrado con nuestra MB-10000H para nuestras piezas mucho más pequeñas”.
Al trabajar directamente con el distribuidor local, Morris , UNISIG pudo colaborar con Okuma America y el equipo directivo técnico de Okuma Corporation para adaptar las especificaciones de una máquina de doble columna Okuma MCR-A5CII de 35x10 a la geometría precisa y la exactitud volumétrica general necesarias.
“Jamás nos habríamos puesto en contacto con Okuma si no hubiéramos creído que era posible con su excepcional línea de productos y su excelencia en ingeniería”, confió el Sr. Fettig.
Centro de mecanizado de doble columna MCR-A5CII de UNISIG
El equipo de Okuma se aseguró de que las especificaciones de la máquina herramienta MCR-A5CII estuvieran definidas y fueran perfectas para la aplicación de UNISIG. Se adquirieron escalas absolutas y un sistema avanzado de compensación térmica para la máquina, a fin de complementar la importante inversión que UNISIG realizó en sus instalaciones. El proyecto completo incluyó una grúa de 50 toneladas sobre la máquina, una cimentación especialmente diseñada y controles ambientales precisos para soportar una máquina de este calibre.
Entre las opciones de productividad se incluyen un riel transversal móvil, un cambiador de herramientas de 180 posiciones accionado por servomotor y un cambiador automático de cabezales de 4 estaciones para mecanizado de 5 caras. El recorrido de la máquina en los ejes X e Y es de 10 200 mm x 4100 mm (402 pulg. x 161 pulg.) y la distancia máxima del husillo desde la superficie de la mesa es de 2100 mm (83 pulg.), lo que la convierte en una de las máquinas de doble columna Okuma más grandes de este tipo instaladas en Norteamérica.
Un aspecto interesante del diseño de esta máquina, que UNISIG destacó durante la evaluación, es que dos de los cabezales de mecanizado se almacenan en el travesaño, lo que permite cambiarlos sin necesidad de reposicionar la máquina y perder precisión. El cambiador de herramientas también permite cambiar las herramientas en el husillo vertical u horizontal, independientemente de la posición, sin mover el travesaño, lo que ahorra tiempo y mejora la precisión al mecanizar las piezas más importantes de las bases y columnas de las máquinas UNISIG.
UNISIG desarrolló un sistema de fijación de cambio rápido que permite mecanizar simultáneamente dos piezas de hasta 3 m (10 pies) de longitud y retirarlas para su posterior configuración fuera de línea. La mesa de mecanizado, sin estas fijaciones, se utiliza para mecanizar componentes de gran tamaño, de hasta 10 m (32 pies) de longitud. Los resultados tras la instalación fueron impresionantes, permitiendo el mecanizado automático, sin supervisión, de piezas que antes no podía fabricar UNISIG.
La tendencia continúa con una Okuma MA-12500.
Con dos máquinas de Okuma en funcionamiento y rindiendo según lo previsto, se identificó una nueva oportunidad de mejora, y se retiró otra fresadora: se demolió su base para dejar espacio a una máquina horizontal de doble paleta MA-12500 de Okuma, muy rápida y con una capacidad de 1250 mm.
La nueva máquina MA-12500 se equipó con un husillo de tipo husillo de 130 mm de diámetro para alcanzar profundidades en las piezas fundidas y lograr un mandrinado preciso sin necesidad de portaherramientas de longitud extendida. Los ingenieros de UNISIG identificaron las características de rendimiento más importantes de este centro de mecanizado horizontal: amplios recorridos, velocidades de avance rápido muy elevadas de hasta 42 m/min (1653 pulg./min), estabilidad térmica con refrigeración activa y alta productividad. Esta máquina se equipó con un cambiador de herramientas de 177 posiciones, verificación de herramientas por láser, refrigerante de alta presión y filtración avanzada para los componentes de hierro fundido que UNISIG mecaniza con mayor frecuencia en esta máquina.
La superposición perfecta de máquinas herramienta y tecnología
Potente y a la vez sencillo de usar para los operarios, el control OSP, común a estas tres máquinas Okuma, representó un gran valor para el grupo de programación y simulación de UNISIG. Las tecnologías complementarias de Partners in THINC , que se integraron, hicieron realidad el objetivo final de UNISIG: la automatización del mecanizado.
“La incorporación de tecnologías superpuestas solo es posible si se dispone de una máquina herramienta precisa que permita la integración de la tecnología”, afirma el Sr. Fettig. “Esta confianza fundamental en Okuma es lo que permite a UNISIG destacar en la fabricación avanzada”.
Además del preajuste de herramientas fuera de línea y la sujeción modular de piezas en todas las máquinas, UNISIG utiliza una variedad de proveedores de Okuma's Partners in THINC, entre los que se incluyen:
Mastercam: UNISIG comienza con la importación directa de los modelos de piezas a Mastercam desde su base de datos de ingeniería. Se añaden los márgenes de material y, a continuación, se ensamblan los dispositivos de sujeción en 3D, lo que crea el entorno para la planificación completa del ciclo de mecanizado y la generación de la trayectoria de la herramienta.
VERICUT® : Se creó un modelo 3D completo de cada máquina en Vericut para simular el ciclo de mecanizado completo antes de iniciar el proceso. Este proceso prácticamente elimina la posibilidad de un fallo y brinda a los operarios la confianza necesaria para llevar el rendimiento al límite, incluso en la primera pieza.
Renishaw : El sistema de sondeo integrado en la máquina de Renishaw amplía el funcionamiento automatizado de la máquina y confirma la calidad de las piezas.
“Nuestra confianza en los productos Okuma ha crecido a medida que seguimos utilizando nuestras máquinas”, declaró el Sr. Funk. “Funcionan a diario y, aparte del mantenimiento habitual y el servicio de alineación programado para mantener estas grandes máquinas dentro de las especificaciones, las máquinas Okuma siempre han estado disponibles cuando las hemos necesitado”.
Eliminando las brechas entre ingeniería y fabricación.
Gracias a un enfoque tecnológico integral y a la comprensión de las ventajas de eliminar las brechas entre ingeniería, diseño y fabricación, UNISIG se ha diferenciado como fabricante de máquinas herramienta. Okuma y Morris Midwest se enorgullecen de formar parte de la dilatada trayectoria de éxitos de la empresa, especialmente por haber contribuido a que UNISIG alcanzara su objetivo de aprovechar al máximo el potencial del mecanizado automatizado.
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