¿Cómo funciona la automatización de un centro de mecanizado CNC?

Automatización en los centros de mecanizado CNC

Además del sistema de control numérico por ordenador, los componentes automatizados clave de un centro de mecanizado (BAZ) incluyen el almacén de herramientas, el equipo de transferencia de herramientas equipado con un brazo de cambio automático de herramientas, las mesas indexadoras y giratorias para fresado y torneado, y los cambiadores de palés de piezas de trabajo.

Componentes fundamentales de un sistema de automatización

Por qué el sistema CNC es el centro de automatización

El sistema de control numérico por ordenador (CNC) es el núcleo de la automatización de los centros de mecanizado. Permite controlar muchos otros componentes y parámetros de mecanizado, entre los que se incluyen:

• Velocidad del husillo
• Ejes lineales y rotativos de desplazamiento
• Cambiar y cargar las herramientas adecuadas
• Cambio y suministro de palés con piezas de trabajo sujetas
• Equipos hidráulicos, eléctricos y de suministro de refrigerante y lubricante

Almacén de herramientas y equipos de transferencia de herramientas

En un almacén de herramientas, las herramientas necesarias para el mecanizado ya están montadas en portaherramientas. Un almacén puede consistir en una disposición lineal de bastidores o estar construido como un almacén de tipo disco. Para ahorrar espacio, las herramientas y sus portaherramientas —normalmente vástagos cónicos huecos— se almacenan en los bastidores mediante conexiones a presión. Un almacén de herramientas compuesto por varias filas de bastidores o múltiples discos puede albergar hasta 200 herramientas.

Un brazo de cambio automático de herramientas retira una herramienta del cabezal del husillo e instala otra. La herramienta retirada puede devolverse al almacén para su conservación o descartarse si está desgastada.

Secuencia básica de cambio automático de herramientas

La secuencia de cambio automático de herramientas de un robot lineal equipado con un cambiador de doble brazo suele incluir los siguientes pasos:

1. Un dispositivo de transferencia de herramientas, como un robot lineal con una pinza, retira la nueva herramienta del almacén y se desplaza hasta el brazo de cambio automático de herramientas.
2. Uno de los brazos del cambiador de doble brazo recoge la nueva herramienta y se desplaza hasta el cabezal del husillo. Al mismo tiempo, el segundo brazo retira la herramienta antigua del cabezal del husillo. A continuación, el cambiador gira e instala la nueva herramienta en el cabezal del husillo.
3. El otro brazo cambiador devuelve la herramienta usada a una posición ocupada del almacén de herramientas del cargador.

El proceso para recoger y cambiar herramientas de un cargador de discos es similar.

Cómo una mesa de cinco ejes amplía las posibilidades del mecanizado multifacial

Un centro de mecanizado CNC puede tener cinco ejes: tres ejes lineales (X, Y y Z), además de un eje de inclinación ’A’’ y un eje giratorio «B’». El eje B’ puede realizar movimientos angulares para el mecanizado de múltiples caras o rotaciones continuas a diferentes velocidades. Esta capacidad permite realizar operaciones de torneado en un centro de mecanizado.

El husillo de trabajo puede colocarse en posición vertical u horizontal y también puede girar 90 grados. Cuando el husillo está en posición horizontal, o cuando el mecanizado comienza desde debajo de la pieza, las virutas salen del recinto de mecanizado y el lubricante refrigerante puede fluir libremente hacia abajo.

Una mesa giratoria o circular que permite una sujeción única para el mecanizado en cinco ejes es un elemento importante para mejorar la automatización y la productividad. Permite mecanizar una pieza en cinco ejes con una sola configuración. El mecanizado en cinco caras que se muestra se lleva a cabo combinando una mesa giratoria indexable con un husillo capaz de mecanizar tanto en posición horizontal como vertical. Este enfoque evita la pérdida de tiempo que suponen las sujeciones repetidas y reduce los errores de posicionamiento causados por múltiples configuraciones.

Cómo mejora la eficiencia del tiempo de ciclo el cambio de palés

La mayoría de los centros de mecanizado están equipados con una estación de preparación para el cambio de palés de piezas. En esta estación, se suelta la pieza terminada y un técnico cualificado carga una nueva pieza en bruto. Al mismo tiempo, la pieza anterior, que ya ha sido trasladada a la estación de mecanizado, está realizando su ciclo de mecanizado principal.