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May 24, 2023

¿Qué sigue para 5?

El siguiente nivel de CNC promete apoyar a los usuarios en cada etapa del camino,

El siguiente nivel de CNC promete apoyar a los usuarios en cada etapa del camino, desde el diseño inicial hasta la pieza de trabajo terminada.

Cuando comenzó la ola de tecnología de mecanizado de 5 ejes hace algunas décadas, muchos usuarios estaban preocupados principalmente por las aplicaciones de 3+2 ejes y por reescribir su posprocesador CAM para adaptarse a las nuevas funciones de plano CNC para el mecanizado de 5 lados. Unos años más tarde, se desarrolló un software de verificación para proporcionar una simulación completa de una trayectoria de herramienta de 5 ejes e incluso generar código NC para algunas salidas del sistema CAM.

En los últimos dos años, los talleres de máquinas se han enfrentado a los desafíos de programadores y operadores experimentados que abandonan la fuerza laboral y está entrando una fuerza laboral de nueva generación. Avance rápido hasta hoy, los propietarios de talleres de máquinas quieren aprovechar la Industria 4.0 y su Industrial Iniciativas de Internet de las cosas (IIoT), mejoras de procesos y, por supuesto, automatización de centros de mecanizado de 5 ejes.

Para hacerlo, significa que muchos fabricantes deben repensar cómo debería ser un sistema moderno de control de movimiento CNC de 5 ejes. Como probablemente haya notado, agregué el término control de movimiento antes del sistema, que se está convirtiendo, en mi opinión, en un componente crítico para desarrollar tecnologías CNC de 5 ejes de siguiente nivel.

Aquí hay una breve lista de otros componentes críticos en la próxima generación de CNC de 5 ejes:

Mirando hacia el presente y el futuro cercano, los controles modernos de 5 ejes pueden, y deberían, poder conectarse sin problemas a la red informática interna de una empresa para acceder a programas CNC, configurar hojas de datos y tal vez incluso obtener acceso al sistema CAM como necesario.

Para que sea efectivo, todo esto debería poder hacerse al alcance de la mano del operador CNC dentro de una operación de Industria 4.0 o IIOT. Además, la salida de datos a través de diferentes formatos de protocolo de TI debe estar fácilmente disponible porque es esencial al interactuar con futuros sistemas de monitoreo y bases de datos para sistemas de ejecución de fabricación (MES) y sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP).

Los sistemas CNC de próxima generación deben estar preparados para ayudar a los gerentes de taller a tomar las decisiones informadas necesarias para el mecanizado de 5 ejes en función de los datos, no de las corazonadas, para resolver los cuellos de botella del taller y también medir fácilmente la mejora de la productividad.

Actualmente, esta revisión de la productividad incluye centros de mecanizado verticales de 5 ejes frente a centros de mecanizado verticales estándar y centros de mecanizado de 5 ejes estándar frente a centros de mecanizado de 5 ejes de alta dinámica. Esto significa que los futuros CNC deben ser capaces de trabajar con protocolos como MTConnect y OPC Unified Architecture (OPC UA), un estándar internacional muy conocido, para recopilar datos de diferentes componentes de la máquina con fines de mantenimiento, así como para la recopilación de datos de movimiento en proceso. .

Más tecnología de siguiente nivel que incluirán los sistemas de mecanizado de 5 ejes son los ciclos de calibración integrados directamente en el CNC. Esta tecnología de movimiento de cinemática de 5 ejes (alineación y calibración de los cinco ejes) ayudará a garantizar la confiabilidad del proceso y maximizar la precisión de la pieza y la calidad del acabado superficial.

Esto solo funciona bien si el CNC está conectado a un sistema de retroalimentación de circuito cerrado con codificadores angulares/lineales de alta precisión (también conocidos como escalas de vidrio), que garantizan el posicionamiento preciso del eje y la repetibilidad en el movimiento simultáneo de 5 ejes.

La medición precisa de la herramienta se está convirtiendo en un requisito fundamental para garantizar una alta precisión y una calidad superficial superior en el mecanizado simultáneo de 5 ejes.

Otra mejora del proceso que se espera con ansias en el mecanizado de 5 ejes es el siguiente nivel superior al uso de sondas táctiles para la configuración de piezas: un sistema de cámara. Los sistemas de cámara/visión son cada vez más fiables en aplicaciones industriales y también más asequibles. Un CNC de 5 ejes con cámara no solo debe ser capaz de almacenar imágenes de alta resolución, sino que también debe poder comparar imágenes e identificar discrepancias para detener o alterar el flujo del proceso, si es necesario.

Esta tecnología es como la función de reconocimiento facial común en los teléfonos móviles en la actualidad.

Es importante tener en cuenta que los sistemas de cámara también pueden proporcionar inspección de herramientas para garantizar una medición precisa de la herramienta. La medición precisa de la herramienta se está convirtiendo en un requisito fundamental para garantizar una alta precisión y una calidad superficial superior en el mecanizado simultáneo de 5 ejes.

La medición de herramientas es especialmente crítica para quienes utilizan la gestión del punto central de la herramienta (TCPM) en su nivel más alto, y es imprescindible para todos los CNC modernos de 5 ejes.

El futuro del mecanizado CNC de 5 ejes incluye permitir una automatización precisa, no solo para la producción en masa, sino también para lotes de tamaño uno. Para obtener un bajo volumen de piezas de gran valor y alta precisión a través de un sistema automatizado de 5 ejes, es fundamental que el CNC esté conectado a un sistema de movimiento fiable, repetible y preciso. También es importante que la herramienta de corte utilizada se controle con precisión dentro de las aplicaciones dinámicas de 5 ejes [TCPM], de lo contrario, no podrá mecanizar la primera pieza correctamente.

El segundo factor importante a tener en cuenta al automatizar la producción de lotes pequeños mediante el mecanizado de 5 ejes es la flexibilidad del CNC. Los CNC más nuevos permiten al administrador de la máquina establecer prioridades en cualquier momento, incluido qué palet se procesa y en qué orden. A partir de ahí, el CNC debería poder configurarse para determinar automáticamente si toda la información crítica está lista, como el programa CNC, los datos de la herramienta, la vida útil restante de la herramienta y la configuración de referencia, antes de que la siguiente pieza pueda mecanizarse de manera confiable.

Con los nuevos CNC disponibles que abarcan los últimos estándares para trabajar de manera eficiente dentro de las máquinas herramienta de 5 ejes, la próxima generación de mecanizado comienza ahora. Estos CNC, orientados a una nueva generación de trabajadores, brindan una guía óptima al usuario a través de todos los procesos gracias a diseños enfocados en tareas, tecnología de visualización poderosa y funciones de ayuda para programación, configuración y mecanizado.

El siguiente nivel de controles promete apoyar al usuario en cada etapa del camino, desde el diseño inicial hasta la pieza de trabajo terminada. Se promete soporte sin importar si se trata de piezas únicas o producción en serie, contornos complejos o ranuras simples, o durante la configuración o el mecanizado real. Para los maquinistas expertos, la nueva generación de CNC abre nuevas posibilidades con una experiencia de usuario excepcional, con características que incluyen operaciones intuitivas, enfocadas en tareas y personalizables.

Algunos de los aspectos más destacados incluidos en las ofertas de CNC más recientes incorporan software optimizado para la operación táctil para permitir los más altos niveles de rendimiento. Por ejemplo, los usuarios ahora pueden dibujar fácilmente contornos directamente en la pantalla táctil. Además, el lenguaje de programación CNC mejorado de hoy ofrece nuevas funciones inteligentes y programación gráfica recientemente desarrollada. Las numerosas funciones inteligentes simplifican en gran medida el trabajo diario, avanzan en las operaciones de producción y aumentan la fiabilidad del proceso.

Además, la pieza de trabajo y los envolventes de trabajo en la próxima generación de CNC ahora se pueden simular virtualmente para cada tarea, lo que brinda al usuario soporte continuo de visualización 3D.

El control TNC7 de próxima generación de HEIDENHAIN se presentará en Norteamérica en IMTS 2022 (del 12 al 17 de septiembre) en Chicago.

Y los nuevos diseños se completan con componentes operativos con una ergonomía optimizada para trabajar directamente en la máquina.

Con todo, con su diseño operativo optimizado, el CNC de 5 ejes de próxima generación promete llevar la fabricación a un nuevo nivel.

Gisbert Ledvon es director de desarrollo comercial, máquina herramienta para HEIDENHAIN Corp., 333 E. State Parkway, Schaumburg, Ill. 60173, 847-490-1191, [email protected], www.heidenhain.com.