Taller aeroespacial opta por simulación CAM en lugar de operaciones en vacío

Julio de 2019 marcó el 50º aniversario del primer alunizaje. Medio siglo después continúa la discusión sobre tecnología espacial y de exploración, con nuevos viajes propuestos a la luna y Marte, esfuerzos de investigación en curso en la Estación Espacial Internacional y lanzamientos casi continuos de satélites de comunicación y defensa.

Marton Precision Manufacturing (Fullerton, California) es una empresa de mecanizado CNC que utiliza grandes máquinas-herramienta con software de simulación avanzado para fabricar de manera eficiente y rentable componentes grandes relacionados para la industria aeroespacial.

A pesar de ser parte de este campo de alta tecnología, el operario de mecanizado en cinco ejes de Marton Precision, Miguel Chávez, solía ejecutar programas en seco y subir a la máquina-herramienta de pórtico del taller para verificar posibles colisiones debido a inconsistencias entre los programas CAM y el código G posprocesado. Eso cambió cuando el taller adquirió el software de simulación NCSIMUL CAM, de Hexagon Manufacturing Intelligence.

Daniel Marton y su esposa Mary fundaron el taller en 1986 para fabricar equipos de cirugía ocular con láser. Hoy en día, la empresa ofrece fresado de cinco ejes y torneado vertical, mecanizado de paredes delgadas y de alta velocidad, y servicios de manufactura que incluyen ingeniería, montaje, inspección, chorro de agua y electroerosión, y tratamiento de metales.

Entre los clientes de Marton Precision se encuentran la NASA, el Jet Propulsion Laboratory y otras grandes compañías espaciales privadas. Además de los componentes espaciales, satelitales y aeroespaciales, la compañía también fabrica piezas para las industrias militar, de instrumentos científicos, médicos y de petróleo y gas. La empresa tiene 50 empleados.

Chávez trabaja con el Departamento de Programación de la compañía y recomienda conceptos de accesorios y herramientas para el mecanizado de piezas complejas. La mayoría de los competidores del taller fabrican piezas más pequeñas, dice Chávez, por lo que las máquinas grandes de Marton Precision, que manejan piezas de hasta 120 pulgadas (3,000 mm) y 42 pulgadas (1,050 mm) de diámetro e incluso más grandes, brindan una ventaja competitiva.

Déjele la simulación al software

A pesar de esa ventaja, hasta hace poco resultaba difícil cumplir con tolerancias de 0.0005 pulgadas (± 0.0125 mm) en piezas grandes de bajo volumen, de manera oportuna y eficiente. Cuando Chávez escribía un programa en su software CAM y lo publicaba para el código G, los resultados a veces no eran tan anticipados. “Podría verse bien en el programa CAM, pero después de publicar el código G, la máquina actuaba de manera diferente”, dice.

Para evitar hacer piezas inexactas o estrellar la máquina, a menudo ejecutaba los programas en vacío. Si había una sección de la herramienta, pieza o máquina que no podía ver fácilmente, detenía el funcionamiento en vacío y subiría a la gran fresadora de pórtico para determinar si había interferencia. Incluso, entonces, no siempre podía descubrir que había un problema hasta el final del programa. En ese caso, hacía ajustes y comenzaba el proceso de ejecución en vacío nuevamente. Cuando se necesitaban ajustes de sujeción, eso significaba otra operación de montaje más. “Dependiendo de cuánto tiempo duraba el programa, podría tardar hasta dos días, 16 horas o 12 horas, según el tiempo que duraba el programa en ejecutarse, para ponerlo en funcionamiento con éxito”, dice Chávez. El taller incluso adquirió el hábito de comprar una palanquilla adicional de material en caso de que hubiera un problema durante el proceso de mecanizado real.

Para ahorrar tiempo, material y aumentar la productividad, Marton Precision adquirió el software de simulación de máquinas NCSIMUL, un componente de las soluciones NCSIMUL de Hexagon Manufacturing Intelligence. NCSIMUL Machine les permite a los usuarios simular, verificar, optimizar y revisar los programas de la máquina en función de las operaciones de las piezas específicas, herramientas y máquinas-herramienta involucradas.

Los gráficos tridimensionales les ayudan a los usuarios a evitar bloqueos de mecanizado, mientras que los algoritmos complejos y el conocimiento integrado basado en procesos permiten la optimización de las condiciones de corte. Se dice que el uso del software reduce el tiempo dedicado a los programas de depuración; elimina el riesgo de colisión del husillo, así como la rotura de herramientas y la generación de chatarra, además de mejorar los tiempos de ciclo y la eficiencia del proceso.

El software verifica los programas en tres pasos: investiga y corrige los errores de codificación, simula la localización de colisiones y corrige los errores de movimiento, y valida el corte de piezas y el resultado del mecanizado. Más allá de la simple verificación de la trayectoria de la herramienta, incluye la consideración de las características interiores de la máquina y los patrones de movimiento de la herramienta.

De 16 horas a dos

“Hacemos muchos mecanizados complejos, y NCSIMUL es muy útil”, dice Chávez. “En lugar de estrellar la máquina o dañar la pieza, podemos verla de antemano y hacer ajustes incluso antes de procesar la pieza. Una vez que completo mi programa, solo hago clic en un botón que carga la información de CAM en el NCSIMUL”. Continúa diciendo: “Me sorprendió lo simple que es. El NCSIMUL revisa el código G, porque eso es lo que le importa a la máquina”.

Más importante para Marton Precision: el software NCSIMUL está personalizado para cada máquina en la que se emplea. Marton Precision le compró un modelo STL de la máquina al fabricante de la máquina-herramienta, incluida la información de control y otros parámetros, luego envió ese paquete a NCSIMUL, que configuró el software de acuerdo con esos parámetros. Marton Precision tiene paquetes NCSIMUL para ocho máquinas CNC diferentes.

La capacitación para usar el software requirió dos sesiones de entrenamiento de ocho horas, y la implementación implicó un contacto frecuente con el soporte técnico de NCSIMUL. “Tomó un par de semanas o un mes, tal vez, lograr que todo se organizara”, dice Chávez.

En uso, Chávez dice que los beneficios de usar el software son claros. En lugar de emplear de 12 a 16 horas para tener un programa listo para ejecutarse (y seguramente cuestionable), ahora toma dos horas, o menos, configurar y ajustar un programa seguro. Y el taller ya no necesita comprar material de respaldo adicional.

Chávez empleó el NCSIMUL por primera vez en una de las piezas más complejas del taller, una cubierta de celda de combustible mecanizada de aluminio 7050 en la fresadora de pórtico.