Máquinas de cinco ejes de Matsuura brindan capacidad de operación desatendida

Desde 2001, en Palestina, Illinois, la empresa de ingeniería aeronáutica y aeroespacial Flying S se fundó con la intención de fabricar piezas de alta calidad. A medida que las piezas de cinco ejes que elaboraban se volvían más complicadas, quedó claro que se necesitaba una mayor capacidad de máquina para lograr un funcionamiento desatendido confiable.

 “Muchos de nuestros accesorios espaciales requieren operaciones de tolerancias estrictas ―dice el ingeniero de fabricación Peter Bowman―. Nuestra falta de repetibilidad y precisión posicional confiables, como consecuencia del crecimiento térmico u otras variables, afectaba nuestros esfuerzos para hacer de manera consistente una buena primera pieza y las piezas que fabricaríamos a continuación”.

Pero a medida que aumentaban las exigencias en el taller y se mantenían las expectativas de su programa de turno único, vigente desde hacía mucho tiempo, Flying S comenzó a buscar una nueva tecnología de ejes múltiples. Matsuura llamó la atención del taller, y experiencias positivas en el pasado con su distribuidor local, Yamazen, le dieron confianza para comprar los MX-520 PC4 y MX-850 PC4 de cinco ejes de Matsuura.

Mejores piezas con menos esfuerzo

Estas máquinas demostraron rápidamente ser una buena opción para las necesidades de Flying S. El uso de varios pallets permitió que el taller funcionara sin supervisión con una gran confiabilidad en el proceso. El personal del taller ya estaba familiarizado con el control FANUC y las máquinas proporcionaban una repetibilidad de 0.000039 pulgadas, con una repetibilidad de cada eje de rotación A/C de ± 2 arco segundos, importante para la fabricación de grandes piezas de trabajo.

Yamazen capacitó a los ingenieros del taller en el uso del CAMplete y en la funcionalidad de la máquina, y continúa su soporte a las nuevas máquinas Matsuura de Flying S a través de comunicación telefónica y por correo electrónico, según sea necesario.

Flying S ejecutó su bloque de prueba de precisión estándar, que incluye múltiples perforaciones de cinco ejes que se cruzan, en el MX-520. El taller quedó sorprendido con la precisión casi perfecta de la pieza. “También quedamos impresionados con el tiempo de actividad del husillo que pudimos lograr y comenzamos a ejecutar turnos de 24 horas durante la primera semana de instalación”, dice Bowman.

Tras lograr con las máquinas Matsuura la primera pieza mucho más rápido y con mucho menor esfuerzo que en el pasado, el siguiente desafío del taller era abordar un cuello de botella recién creado en el departamento de inspección. Flying S tuvo que expandir físicamente el tamaño de este departamento para dar cabida a la inspección de piezas finales como resultado del volumen de piezas producidas por las máquinas Matsuura.

Productividad y calidad de las piezas

Durante los primeros seis meses de operación, Flying S fabricó 533 piezas en el MX-520 y 144 en el MX-850, para un total de 5,187 horas de trabajo, con solo dos operarios. Esta es aproximadamente la misma productividad de cuatro de sus otros centros de mecanizado de cinco ejes atendidos por tres o cuatro operarios dentro del mismo periodo. Para ilustrar la capacidad de los Matsuura en el manejo de una producción de bajo volumen y alta mezcla con la planificación y ejecución correctas, Flying S destaca los logros del MX-520. Procesar 533 piezas con un tamaño de lote promedio de siete significa que se requirieron 75 operaciones de montaje a la primera pieza, con el 75 % del tiempo de actividad del husillo.

Flying S también informó que, en un periodo de siete meses, una máquina Matsuura produjo más horas de husillo que las otras máquinas de cinco ejes que han tenido durante cinco años.

En las piezas más difíciles, una operación de montaje típica de cinco ejes para la primera pieza requeriría el uso de una pieza inicial para verificar las compensaciones, y luego, el mecanizado de una segunda pieza tendría un 50 % de posibilidades de ser exitoso. Las piezas posteriores presentaban un 80-90 % de probabilidades de producirse libres de errores durante todo el proceso. Este largo proceso consumía una gran cantidad de horas de trabajo y recursos de inspección, con cuello de botella.

Entre las dos máquinas Matsuura, Flying S fabricó 677 piezas con un tamaño de lote promedio de siete, lo que implica aproximadamente 100 operaciones de montaje para la primera pieza. En resumen, al mecanizar con las máquinas Matsuura el taller ha logrado la integridad adecuada de la pieza en más del 90 % del tiempo desde el primer intento. Después de su instalación no se ha desechado ni una sola pieza en las máquinas Matsuura por errores relacionados con la máquina.

Impacto

Debido a la falta del uso de pallets, Flying S no podía usar las máquinas de la competencia de cinco ejes que poseía para configuraciones adicionales de otras piezas durante la inspección de la primera pieza. Además, todas las herramientas tenían que construirse y cargarse en esas máquinas desde cero cada vez.

Las máquinas Matsuura, comúnmente, tienen dos o tres primeras piezas diferentes inspeccionadas al mismo tiempo desde la misma máquina. Las máquinas adicionaban la capacidad de cambiador de herramientas, que funcionaba bien con las bibliotecas de herramientas del taller. Flying S también hizo uso de la sujeción de la pieza de trabajo de punto cero de Lang, combinada con la precisión de la función de localización de pallets para hacer innecesario el palpado de piezas.

El supervisor del taller de máquinas, Ben Parish, tiene comentarios particularmente positivos sobre los Matsuura MX-520 PC4 y MX-850 PC4. Le complace “esencialmente, no tener que preocuparse por la precisión, repetibilidad o consistencia de la posición de la máquina, que elimina varios de los riesgos más preocupantes de tener productos no conformes”. También elogia la interfaz de control de Matsuura, al tiempo que señala que esta brinda la opción de una interfaz FANUC tradicional para los operarios que tienen experiencia en esa interfaz y la prefieren.

 “El CAMplete es verdaderamente cómodo― agrega Parish―. La combinación de software de definición de máquina, verificación de código NC y posprocesador, ayuda a eliminar aún más los posibles problemas y colisiones. También brinda la capacidad de personalizar el posprocesador e incluir el refinamiento de la trayectoria de la herramienta para mejorar la calidad del corte y, al mismo tiempo, ajustar la precisión de la operación y la calidad de la superficie”.