Minimice errores en mecanizado con verificación de programas CNC

Los errores de manufactura y las colisiones de la máquina-herramienta tienen un alto costo. Además del costo del material de las piezas desechadas, las empresas tienen que considerar el valor del tiempo perdido.

Para garantizar que esto no ocurra en creación de modelos de empaque para compañías de productos de consumo masivo, la compañía de producción de prototipos de Nueva York, Utley’s Inc., utiliza el software NCSIMUL Machine de Spring Technologies para verificar programas de mecanizado y garantizar que los modelos que suministra cumplan con los exigentes requerimientos de calidad y programación.

Errores de manufactura en mecanizado: un desafío para las compañías de prototipos

Utley’s es una casa que ofrece todo tipo de servicios de modelamiento personalizado y prototipos, ubicada en Queens, Nueva York. Fundada en 1945 por el fallecido George D. Utley II en el sótano de la casa de su madre, la compañía familiar, que ahora va en su tercera generación, cuenta con un equipo de 40 personas que trabajan en una planta de 1,500 metros cuadrados.

El negocio combina procesos como mecanizado de alta velocidad en múltiples ejes y prototipado rápido aditivo, además de proceso de moldeado y fundición RTV, ensamble y fabricación, así como técnicas artesanales para suministro de prototipos de empaque y modelos personalizados para clientes en las industrias de cosméticos y licores, entre otras.

La calidad y la velocidad son de suma importancia para Utley’s. Los productos de muestra deben cumplir con los estándares de precisión y estética de los clientes, así como con los plazos de desarrollo rápido para aprobación y pruebas de mercado. Un error en el mecanizado de un modelo cuesta tiempo y dinero.

El programador CNC de Utley’s, Antonios Karoustos, dice que la producción de un prototipo también incluye la inversión en el tiempo dedicado a operaciones distintas al mecanizado.

Inversión en tiempo en operaciones distintas al mecanizado: un costo oculto

Por ejemplo, el daño de una pieza que ya tiene 40 horas de mecanizado en la máquina, así como otros tiempos de mano de obra invertidos en ella pueden requerir que se reinicie el proceso de producción con la consecuente pérdida de tiempo y la interrupción de los plazos de entrega.

Karoustos dice que se pueden presentar problemas cuando un gran número de trayectorias de herramienta y los movimientos de la máquina se juntan en las operaciones de acabado final.

Por ejemplo, en un modelo grande y complejo, una herramienta puede mecanizar con éxito una operación compleja, pero una rotación posterior de la mesa puede causar que la herramienta extraiga la pieza. Cuando se mecaniza una cavidad, una herramienta podría no retraerse lo suficiente, causando que esta corte a través de la pared cuando la mesa de la máquina se mueva o cuando se cambie la herramienta.

La incorporación de un gran número de herramientas programadas y movimientos de máquina en el gran programa CNC puede superar las funciones de verificación de un paquete estándar CAM, indica Karoustos.

Los problemas podrían no aparecer cuando las trayectorias de herramienta se analizan de forma individual y, en algunos casos, la verificación no indica problemas. Sin embargo, cuando se procesa la pieza real, pueden ocurrir problemas imprevistos.

Para minimizar este riesgo, Utley’s utiliza el software NCSIMUL Machine, un componente de la plataforma unificada para procesos de mecanizado NCSIMUL Solutions, para simular, verificar, optimizar y revisar sus programas de mecanizado CNC.

Las gráficas 3D del software de simulación están diseñadas para ayudar a eliminar las colisiones de mecanizado, mientras que, según se indica,  los algoritmos integrados y el conocimiento a base de procesos mejoran la optimización de las condiciones de corte y la estandarización de la documentación de plata.

El software verifica los programas NC en tres pasos: investiga y corrige los errores de codificación, simula el mecanizado para localizar colisiones reparando errores de movimiento y valida el programa NC.

Karoustos dice que el NCSIMUL le permite a Utley’s importar sin inconvenientes herramientas y materiales para piezas de trabajo desde un programa CAM e integrar una serie de trayectorias de herramienta y comandos de movimiento de máquina en un programa NC maestro, dejando al descubierto los problemas potenciales.

El software consolida muchas operaciones en un programa de gran tamaño y lo presenta como si se estuviera ejecutando en la máquina. El software se ejecuta a través del código y destaca en color rojo los inconvenientes sobre la pieza en la pantalla. No sólo verifica el código en sí mismo sino que también verifica las herramientas reales. Por ejemplo, se asegura de que la longitud de la herramienta sea la adecuada para la tarea, comenta él.

El NCSIMUL interactúa directamente con los paquetes CAM, específicamente con el software Mastercam que Utley’s utiliza el 80 por ciento del tiempo. El operario sólo debe especificar las herramientas y el programa, que luego son llevados automáticamente en NCSIMUL.

“Usted no tiene que ir y hacer arreglos y crear nuevas herramientas o crear sus materiales”, indica Karoustos. “Ser capaz de importar todo, así de fácilmente, es una gran ventaja”.

El software almacena los programas de forma individual y los representa con capturas de pantalla que facilitan la documentación y las actualizaciones. El NCSIMUL también proporciona datos de dimensionamiento que se pueden utilizar para control de calidad o inspección.

Tecnología de prevención de colisiones en máquina-herramienta: una inversión que vale la pena

La tecnología de prevención de colisiones del NCSIMUL también puede ayudar a garantizar la durabilidad de la máquina-herramienta. Utley’s opera en la actualidad dos fresas CNC Hurco y tres fresas CNC Haas; y está instalando una nueva máquina CNC Okuma de 20,000 rpm con una mesa giratoria. “Estamos haciendo algunas inversiones muy importantes en nuestro departamento CNC para poder entregar las piezas a nuestros clientes lo más rápido posible”, dice Karoustos.

“Tenemos planeado hacer una gran cantidad de trabajo en el Okuma, y tendremos que probar en el NCSIMUL todos los programas para la nueva máquina, ya que es muy costosa y queremos evitar cualquier daño. Vamos a asegurarnos de que todo pase a través del NCSIMUL”.

En la actualidad, las máquinas-herramienta de Utley’s trabajan en modo de cuatro ejes, pero la compañía se encuentra en la etapa de planificación para utilización de técnicas de cinco ejes. “Obviamente, cuando lo hagamos, vamos a tener que regresar al NCSIMUL por un simulador”, indica Karoustos.

En general, él dice que la compañía está feliz con el software. “Realmente hemos tenido mucha suerte con el software. No hemos tenido colisiones durante un largo tiempo y estamos agradecidos por ello. Para nosotros esa es la gran prueba de fuego”.