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Cuanto más grande sea la pieza, más pequeñas son las series – así es como se podrían describir las exigencias que se plantean en muchos sectores del mecanizado de grandes piezas. De hecho, esta sencilla ecuación representa un reto especial para la fabricación de generadores eólicos, la producción de vehículos industriales pesados o para la industria ferroviaria. Además, muchas de estas grandes piezas no son solo producidas en pequeñas series. Al mismo tiempo muchos de los participantes en este mercado del mecanizado reclaman una alta precisión. Sin embargo, los procesos de producción en varias operaciones son muchas veces innecesariamente complicados y se oponen a estas necesidades, dado que cada nuevo amarre de la pieza pone en peligro la seguridad del proceso, y con ello también la calidad del mecanizado. Los centros de producción multifuncionales VLC de EMAG siguen un enfoque completamente distinto y más eficiente para el arranque de viruta de grandes piezas. Incluso hasta las piezas de 1.200 milímetros de diámetro y 1.500 kilogramos de peso son mecanizadas verticalmente en una misma máquina y en un solo amarre y integrando varias operaciones de mecanizado y automatización.
En los últimos tiempos se ha puesto en auge el mecanizado de grandes piezas. Ello se debe al éxito de la construcción de generadores eólicos en China y Europa, y en igual medida al aumento de las cantidades de producción de vehículos industriales en prácticamente todos los mercados relevantes desde Sudamérica hasta Asia. Así, por ejemplo en el primer semestre de 2011, en Brasil se vendieron un 12 % más de camiones que en el mismo periodo de 2010, según los expertos de comercio exterior de Germany Trade and Invest (GTAI). En China, se triplicó el número de camiones producidos entre 2009 y 2010. La construcción ferroviaria en algunos países tiene también unas oportunidades de crecimiento enormes. Por ejemplo, el Estado ruso proyecta invertir con ocasión del mundial de fútbol de 2018 más de 85 mil millones de euros en su sistema ferroviario, estima la GTAI.
¿Qué tienen en común estos sectores de la industria con respecto a las necesidades del mecanizado de grandes piezas? Tanto si se trata de porta-planetas para generados eólicos, como discos de freno para vehículos industriales o ruedas de tren – el desafío para los directores de producción es similar. La calidad de las piezas tiene que satisfacer las máximas exigencias, puesto que los componentes producidos estarán sometidos a cargas extremas en su utilización posterior. Por ejemplo, un generador eólico está en funcionamiento un tiempo medio de unas 120.000 horas. Durante 20 años resiste las cargas extremas a las que es sometido por vientos discontinuos. Sin embargo, debido a las series pequeñas su producción tiene que ser altamente flexible y las instalaciones de producción empleadas deben ser fácilmente adaptables a nuevos componentes, sin necesidad de complicadas modificaciones.
Mecanizado de piezas de hasta 1,5 toneladas
El hecho de cumplir con estas exigencias mediante un sistema compacto de producción no es algo que se debería dar por sentado. Precisamente en la producción de piezas grandes, muchas empresas utilizan procesos más bien complejos de varios pasos encadenados. Por el contrario, los centros de producción VLC de EMAG apuestan por un enfoque completamente diferente. Por un lado estas máquinas se autocargan con ayuda de un cabezal pick-up, por otro lado se incorporan dentro del área de trabajo todos los procesos de mecanizado necesarios. Torneado, taladrado, fresado, rectificado, tallado de engranajes – todo ello tiene lugar en una sola máquina y en un solo amarre. Para ello, las máquinas son equipadas con porta-herramientas de torneado, un cabezal de fresado y un cambiador automático de herramienta. Una única sujeción de la pieza proporciona una elevada precisión y una calidad superficial constante.
Ventajas del mecanizado vertical
A la cabeza de las máquinas de EMAG para el mecanizado pesado se encuentra la VLC 1200. En la actualidad esta es la máquina pick-up mas grande del mundo, con ella es posible mecanizar piezas de hasta 1.200 milímetros de diámetro y 1.500 kilogramos de peso. “Pese a los tamaños de pieza enormes, esta máquina presenta las mismas cualidades que todas las máquinas pick-up verticales de EMAG” explica Markus Woitsch, Business Unit Manager Application Engineering. Para poder explicar el éxito de las instalaciones VLC en el mecanizado pesado es especialmente importante echar un vistazo a la construcción básica de la serie: el husillo con la pieza está verticalmente suspendido sobre la herramienta, de este modo, las virutas caen directamente en el transportador de virutas y son evacuadas. De este modo, se evita un aporte de calor de la viruta en la pieza, al igual que las posibles dificultades con un cabezal sucio. “Precisamente esto es una gran ventaja en un proceso totalmente automatizado y con poca intervención de operarios”, confirma Markus Woitsch. Otro factor de éxito en el arranque de viruta de grandes piezas es el control de calidad. Ya que la sola adquisición de las piezas en bruto conlleva unas inversiones considerables y errores en la producción equivalen a elevados costes innecesarios. Los diseñadores de la serie VLC resolvieron este problema mediante una solución altamente sofisticada: Un palpador de medición con una precisión de 2 micras mide y controla las piezas entre las operaciones de mecanizado.
Ejemplos impresionantes del sector
Los siguientes dos ejemplos muestran las ventajas para los usuarios de estas máquinas en los diferentes sectores:
- En la fabricación de componentes para el accionamiento de la góndola de un generador eólico, un fabricante apuesta por la VLC 500 de EMAG. Las series son de aproximadamente 120 piezas por semana. Para la producción de los seis componentes diferentes se utilizan hasta 12 herramientas distintas. “Estas cifras demuestran la enorme flexibilidad que presenta esta máquina. Sin necesidad de complejas modificaciones la VLC500 realiza el mecanizado de piezas completamente diferentes”, recalca Markus Woitsch. “Además la fabricación de generadores eólicos requiere una gran calidad de las piezas, la cual podemos garantizar con la VLC.”
- Una EMAG VLC 1200 para el mecanizado de ruedas y discos de freno para trenes tiene que soportar 3 toneladas, incluido el plato de amarre. Para ello dispone de un cargador de cadena con 36 herramientas. Las elevadas velocidades de avance de los ejes X y Z del cabezal, así como un par máximo de 13.000 N m permiten obtener tiempos de ciclo reducidos. “Con estas enormes fuerzas motrices, la automatización tipo pick-up integrada y la combinación inteligente de diferentes tecnologías en un solo amarre. hemos podido reducir hasta un 80 % el tiempo de ciclo comparado con procesos anteriormente aplicados”, nos dice Markus Woitsch.
Fácil preparación de la máquina y gran control del proceso
Las ventajas de un concepto multifuncional se pueden apreciar también en la fabricación de componentes de máquinas para la construcción, camiones o máquinas agrícolas. Por ejemplo, en comparación con los sistemas de producción en tres o cuatro máquinas el trabajo de preparación se reduce considerablemente cuando solo hay que preparar la VLC. “Esto hace una gran diferencia si hay que preparar tres o cuatro máquinas para el mecanizado de un lote de tan solo diez piezas o solamente preparar una VLC”, explica Markus Woitsch.
Un factor absolutamente decisivo para el éxito de la serie VLC, que ya ha sido instalada más de 100 veces en todo el mundo por los especialistas de EMAG, es su construcción modular. Cada máquina es configurada para responder a las exigencias especiales de la producción del cliente. Hay muchas posibilidades: uno u dos revólveres porta-herramientas, la integración de procesos de rectificado y mecanizado en duro o las diferentes capacidades de VLC 500, VLC 800 y VLC 1200. – EMAG ofrece el espectro más completo de centros de torneado verticales, los cuales integran en una sola máquina la carga y descarga, la medición y las unidades de mecanizado.
