Centros de fresado y mecanizado de Okuma

Wade Anderson:

Hola, bienvenidos a la presentación de Okuma en IMTS. Soy Wade Anderson, gerente de especialistas de producto de Okuma. Hoy, dedicaré 15 minutos a ofrecerles una visión general rápida y concisa de nuestros principales centros de mecanizado verticales, horizontales y de cinco ejes. Tenemos una amplia presencia en el mercado vertical, principalmente con nuestros centros de mecanizado verticales GENOS y MB. Contamos con dos gamas diferentes de centros de mecanizado horizontales: las series MA y MB. Además, disponemos de una amplia variedad de máquinas universales, también conocidas como máquinas de cinco ejes.

Wade Anderson:

El concepto de diseño de todas las máquinas herramienta comienza con la estabilidad térmica en mente. Podemos fabricar la máquina herramienta más atractiva del mundo, pero si no es térmicamente estable, no será precisa para los entornos adversos a los que las sometemos a diario. Por eso, dedicamos mucho tiempo a realizar pruebas de estabilidad térmica en una sala donde operamos las máquinas a temperaturas que van desde -5 °C hasta 45 °C, y registramos más de 200 conjuntos de datos que utilizamos para comprender cómo reacciona la máquina a diferentes niveles de calor y humedad.

Wade Anderson:

Esto nos proporciona información para saber dónde necesitamos aumentar el flujo de aire, por ejemplo, o crear espacios de aire ambiente. Así, aislamos las fuentes de calor, como los sistemas hidráulicos, las unidades de refrigeración o incluso los armarios eléctricos. En una fresadora Okuma, observará que nunca montamos fuentes de calor directamente sobre la base de la fundición. De esta forma, nuestro sistema de movimiento es lo más preciso posible.

Wade Anderson:

Todo aquello que no podemos eliminar mediante ingeniería, lo diseñamos utilizando el mapeo para crear un sistema de estabilización termoactiva. Por ejemplo, los servomotores generan calor. El movimiento de la máquina también genera calor. Nuestro TAS-C (Estabilizador Termoactivo-C) se utiliza para la fundición, mientras que la letra S se utiliza para los husillos. Contamos con sensores ubicados estratégicamente alrededor de la máquina herramienta, cuya información se envía al control OSP. El OSP calcula entonces los diferentes tipos de compensaciones necesarias para que los servomotores ajusten la cinemática de la máquina en función del calor.

Wade Anderson:

Así que echemos un vistazo a las plataformas de centros de mecanizado vertical. Tenemos varios tipos diferentes de modelos verticales, desde nuestras fresadoras GENOS, nuestras verticales MB, nuestra serie Millac y nuestras verticales MA. De las que voy a hablar más hoy serán nuestras GENOS M y nuestras MB porque comparten exactamente el mismo bastidor, y luego la serie Millac. La fresadora de 40x20 es el segmento de mercado más grande en Norteamérica. Hay más competidores en la categoría de fresadoras de 40"x20" que en cualquier otra categoría de centros de mecanizado. Entonces, ¿cómo saberlo cuando solo estás mirando todos los diferentes modelos con la chapa metálica puesta? Prácticamente todas las máquinas herramienta se ven iguales.

Wade Anderson:

Entonces, ¿cómo saber qué hay debajo de la chapa metálica? Echemos un vistazo a una máquina de bastidor en C estándar. No voy a entrar en la semántica de la diferencia entre bastidor en C y en L. Pero piensen en una C: si miran el lateral de la máquina, crea una forma de C. A medida que la máquina se calienta, se abre, se expande y se contrae. También hay que tener en cuenta el ancho de la base en algunas de estas máquinas, cuando se quita toda la chapa metálica y se observa a qué está montado el sistema de movimiento. Hay que preguntarse: ¿qué tan ancha es esa base? ¿Qué tan ancha es la postura? ¿Cuánta masa sobresaliente hay? En una máquina de bastidor en C, la mesa del eje X se apoya sobre la del eje Y. Entonces, cuando esa mesa se mueve hacia adelante y hacia atrás hasta sus extremos, izquierda y derecha, ¿cuánto peso sobresale? Porque eso cambia la frecuencia armónica de la máquina. Y luego está la profundidad de garganta, para que el eje Y tenga recorrido. Muchas de estas máquinas utilizan una pieza fundida o soldada muy grande donde se monta el husillo para crear la profundidad de garganta que permite que el eje Y se desplace, creando así un mayor alcance. Esto, a su vez, genera armónicos, que pueden provocar vibraciones y otros problemas.

Wade Anderson:

Veamos ahora nuestros centros de mecanizado vertical GENOS y de la serie MB. Al retirar la chapa metálica, lo primero que se observa es su construcción de doble columna. Esto evita la presencia de masas sobresalientes, ya que el eje X se encuentra en el husillo superior, moviéndose de izquierda a derecha. Por lo tanto, no importa el extremo al que me desplace, la frecuencia armónica de la máquina permanece constante. Lo mismo ocurre con el eje Y: la mesa se encuentra en el eje Y. Al moverla completamente hacia adelante o hacia atrás, la frecuencia armónica de la estructura de la máquina no cambia. Se trata de una plataforma muy sólida y estable.

Wade Anderson:

También utilizamos formas muy simples: rectángulos y cuadrados. La estructura de doble columna incorpora refuerzos integrados. De esta forma, obtenemos formas y un crecimiento predecibles que luego retroalimentamos al TAS (Estabilizador Termoactivo). Así, cualquier fuente de calor que no podamos eliminar mediante ingeniería, cualquier movimiento que genere calor, podemos controlarlo desde un punto de vista cinemático. Además, separamos la fuente de calor del entorno de mecanizado. Jamás verá virutas o refrigerante en contacto directo con la pieza fundida base.

Wade Anderson:

Usamos revestimiento de chapa metálica en todo el interior de esa máquina herramienta, para que las virutas calientes, el refrigerante frío y cosas de esa naturaleza golpeen la chapa metálica y se eliminen de la máquina, sin entrar en contacto con nuestra base fundida. Todas nuestras fresadoras de las que voy a hablar hoy utilizan un sistema de husillo BIG-PLUS. Es decir, un husillo de doble contacto. Tenemos contacto en el cono de la herramienta, así como contacto en la cara del husillo. Una característica muy importante de esto, no solo desde el punto de vista de la rigidez sino también desde el punto de vista de la precisión, es que cuando hacemos cambios de herramienta o tomamos un husillo frío y lo ponemos en marcha, una vez que alcanza aproximadamente 5000 RPM en cualquier husillo, la fuerza centrífuga fuerza que el husillo se abra.

Wade Anderson:

Sin ese contacto frontal, las herramientas tienden a aspirar dentro del husillo hasta 25 micras. Por lo tanto, tener el eje Z repetible y ese contacto frontal elimina todo eso, lo que nos hace mucho más precisos. Hablemos brevemente de la serie Millac. Tenemos máquinas Millac que van desde la 44V hasta la Millac 1052V. Estas son máquinas tradicionales de gran tamaño con cabezal de engranajes y contrapeso. Utilizan un volante de inercia en el husillo. Esto hace que nuestro husillo de cabezal de engranajes sea una máquina increíblemente fuerte y potente.

Wade Anderson:

Utilizamos guías de caja en todas las series Millac, y en nuestros modelos Millac 852 y 1052 ofrecemos recorridos extendidos de hasta 120 pulgadas en el eje X. Como mencioné, todas las guías son de construcción de caja. Estas máquinas tienen una estructura en forma de C. Como indiqué anteriormente, es importante tener cuidado con las máquinas de este tipo para asegurar el soporte de la mesa. Al realizar movimientos laterales, se evita la presencia de masas sin soporte. En las máquinas Millac, utilizamos cuatro guías de caja, lo que garantiza el soporte completo de la mesa a lo largo de toda la máquina. Incluso con un recorrido de 120 pulgadas en el eje X, utilizamos un estabilizador que proporciona soporte adicional en el borde exterior, asegurando así que el peso de la mesa esté siempre totalmente soportado.

Wade Anderson:

Soy un gran fan de los centros de mecanizado horizontales. La primera máquina que operé fue una horizontal. Mucha gente pasa de una vertical a una horizontal y luego a una de 5 ejes. Yo hice justo lo contrario. Empecé con una horizontal y luego volví a una vertical. Tenemos dos series diferentes de centros de mecanizado horizontales que ofrecemos. Nuestra serie MA. Esa es nuestra serie de centros de mecanizado pesados. Una MA-600, por ejemplo, es un centro de mecanizado horizontal de aproximadamente 56,000 libras con una resistencia y rigidez incomparables. Luego tenemos nuestra serie MB horizontal, que es una máquina un poco más ligera. Nuestra MB-5000, por ejemplo, es una máquina horizontal de aproximadamente 26,000 a 28,000 libras. Es un poco más ligera, pero aún así tiene una resistencia y rigidez increíbles. Pero su ligereza nos permite aumentar la velocidad de aceleración y desaceleración, lo que nos permite pasar de una característica a otra en una pieza mucho más rápido. Por ejemplo, nuestra MB-5000H II es actualmente el centro de mecanizado horizontal más rápido de toda nuestra gama de productos. Impresionante en términos de velocidad y precisión.

Wade Anderson:

Lo que realmente me gusta de las mesas horizontales es que me da la oportunidad de apilar más trabajo en la sujeción. Así que, al observar estas imágenes de izquierda a derecha, ese es un ejemplo de una pieza donde se utiliza la mesa horizontal para acceder a diferentes lados de la pieza, utilizando un dispositivo de sujeción PDQ, para poder acceder al frente y a ambos extremos de la pieza. Al pasar a la mesa central, esa es una mesa KME que tiene rotativos incorporados, lo que me permite indexar el trabajo y poder acceder a los cinco lados de la pieza en una sola sujeción. Y luego, al observar la mesa Amrok, ese es un ejemplo donde podría apilar múltiples piezas de trabajo en los cuatro lados de la mesa. Así que esto muestra seis lugares diferentes donde se puede apilar trabajo, lo que aumenta mi tiempo de utilización, aumenta el tiempo que mi husillo está en el corte. Y cuanto mejor pueda utilizar mi husillo, más tiempo de husillo estará funcionando, más dinero puedo ganar con esa máquina herramienta.

Wade Anderson:

Un elemento común que me gustaría destacar en nuestras series GENOS y MB, así como en nuestras máquinas horizontales, es que utilizamos soportes de husillo de bolas integrados y husillos de bolas con pretensado. Esto, una vez más, se alinea con nuestro concepto Thermo-Friendly y la precisión que podemos esperar de estas máquinas.

Wade Anderson:

La automatización es un factor crucial en el entorno de fabricación actual. Todos nuestros centros de mecanizado horizontales son compatibles con la automatización, lo que permite una fácil modernización in situ. Podemos pasar del cambiador automático de palets (APC) de dos unidades que viene de serie en la máquina herramienta a un sistema de seis, diez o doce palets. Además, podemos considerar la incorporación de un sistema FMS. Trabajamos en estrecha colaboración con Fastems, lo que nos permite añadir desde 20 hasta varios cientos de palets a estas máquinas.

Wade Anderson:

Actualmente, el tema candente en el mercado son las máquinas de 5 ejes. La plataforma de 5 ejes ofrece una ventaja clave: permite reducir la cantidad de fijaciones necesarias. De esta manera, 5 ejes permite acceder a más lados de la pieza con una sola sujeción y, por lo tanto, obtener una mayor utilización del husillo con una sola posición de trabajo. A veces, la gente se intimida al hablar de mecanizado de 5 ejes. Piensan en trabajos de mecanizado de cuchillas, donde se realiza mecanizado simultáneo de 5 ejes, y les preocupa no tener las habilidades necesarias para abordar ese tipo de trabajo. La realidad es que entre el 90 y el 95 % del trabajo disponible en el mercado es de 3+2 ejes. Por lo tanto, el proceso de mecanizado no es muy diferente al de un mecanizado vertical u horizontal, pero se utilizan rotaciones para presentar la pieza en diferentes áreas y acceder a distintas características alrededor de la misma.

Wade Anderson:

La forma más común de articular los ejes, los rotatorios, es con una configuración de mesa/mesa, lo que llamamos muñón, donde se tiene un eje A y un eje C. Luego pasamos a lo que se suele encontrar en un centro de mecanizado horizontal con una mesa de cabezal. Así, se tendría un eje B o C en la mesa que gira. Y luego hay un husillo articulado en el eje A. O cuando se trata de piezas realmente grandes, se ven máquinas de cabezal/cabezal. Y es donde ambos rotatorios están en el propio husillo. Esto se suele usar para piezas grandes que son demasiado grandes y pesadas para poder girar en una configuración de muñón, o incluso en una configuración de mesa.

Wade Anderson:

Echemos un vistazo rápido a nuestra GENOS M460V-5AX: se trata de una máquina con plato giratorio de 400 mm. El operario se sitúa en el panel de control, que se inclina hacia él y se aleja. El acceso a la pieza de trabajo se realiza a través de la puerta frontal. Es una máquina ideal para talleres. Tiene una gran masa, aproximadamente 7700 kg (17 000 libras), por lo que puede procesar desde piezas de aluminio hasta piezas de Inconel y titanio. Es una excelente plataforma de entrada.

Wade Anderson:

Cuando nos adentramos en la serie MU de nuestras máquinas de 5 ejes, las más comunes de las que voy a hablar actualmente son la MU-5000 a la MU-8000. Tenemos platos de 500 mm, 630 mm u 800 mm. Nuestras máquinas verticales MU son de gran tamaño, con un sistema de soporte doble. No tenemos un soporte sin apoyo, sino soporte en ambos lados. Y esta es una máquina muy ergonómica. A medida que el operario se acerca, el soporte se inclina hacia adelante y hacia atrás en esta orientación. Pero la característica única es que, gracias a la forma en que está montado el soporte, podemos automatizar desde la parte posterior de la máquina herramienta, lo que nos permite integrar sistemas APC o FMS. Y el operario sigue teniendo acceso completo a la parte frontal de la máquina. Espero que este diseño empiece a resultarles familiar. Utilizamos la misma construcción de doble columna de la que hemos hablado anteriormente. Formas sencillas para una configuración térmica óptima y una profundidad de garganta mínima.

Wade Anderson:

Gracias por su tiempo. Si tiene alguna pregunta, comuníquese con nuestros distribuidores locales. Estaremos encantados de hablar con usted.