Hasta 5000 bloques hidráulicos manufacturados por año de forma automatizada
Como parte de un importante pedido de bloques de válvulas, Mandatec AG invirtió en dos centros de mecanizado automatizados (CMC) independientes basados en dos CMC de doble husillo GROB G520F. En estos dos centros de mecanizado se fabrican hasta 50.000 bloques hidráulicos al año de forma casi totalmente autónoma. Un ejemplo perfecto de una línea de producción con visión de futuro y altamente productiva que, además, ofrece cierto grado de flexibilidad. Con esta inversión, Mandatec se ha posicionado estratégicamente para el futuro.
GROB G520F: centros de mecanizado de doble husillo que garantizan un alto rendimiento
Dos centros de mecanizado de doble husillo GROB G520F garantizan un alto rendimiento en las nuevas celdas de producción. Marcel Sütterlin afirma: «Con esta inversión, nos hemos reposicionado estratégicamente en el sector de la producción de volumen medio a alto». La inversión se realizó como parte de un pedido a largo plazo. Las nuevas cantidades anuales de hasta 50.000 bloques de válvulas ya no podían gestionarse con la maquinaria existente. Además de los bloques de válvulas, actualmente se mecanizan otros soportes de acero, a veces más complejos y largos, en las máquinas de doble husillo GROB. Aunque el diseño es completamente diferente al de los bloques de válvulas, los soportes pueden mecanizarse sin supervisión gracias a la automatización flexible y a los dispositivos de sujeción automáticos.
Necesitamos sistemas de fabricación más flexibles
Marcel Sütterlin: «Como proveedor suizo, generalmente tenemos necesidades diferentes a las de la industria automotriz. Las series de nuestras máquinas suelen ser más pequeñas y cambian con frecuencia. Por eso necesitamos sistemas de fabricación más flexibles. Esta es también una de las razones por las que hemos diseñado las dos GROB G520F como células de fabricación autónomas en lugar de interconectarlas. Esto significa que ambas células de fabricación son completamente independientes entre sí y pueden utilizarse con mayor flexibilidad». Wolfgang Ulmer: «Nuestros clientes suizos nos exigen constantemente precisión, flexibilidad y fiabilidad de proceso. Para series pequeñas y medianas que requieren un alto grado de flexibilidad y complejidad, desarrollamos la serie G de un solo husillo hace casi 20 años, y Mandatec ya cuenta con cinco de estas máquinas en funcionamiento. Nuestras máquinas GROB G520F de doble husillo, por otro lado, se utilizan a menudo en el sector automotriz para la producción en serie. La fiabilidad del proceso es fundamental en un entorno como este y una prioridad absoluta para GROB. Normalmente, nuestros sistemas están totalmente automatizados y personalizados. En este caso, Mandatec quería implementar la automatización con un proveedor externo». Tamaños de lote demasiado pequeños para las máquinas de doble husillo
Marcel Sütterlin: «Sin duda, producimos series durante varias semanas o meses. Sin embargo, al mismo tiempo, recibimos repetidamente pedidos de menor volumen, que luego debemos implementar rápidamente en uno de los dos sistemas. Esto significa que utilizamos las máquinas de doble husillo GROB de forma mucho más universal que un fabricante de series grandes. Por lo tanto, el concepto de automatización para las dos celdas de producción tuvo que diseñarse de tal manera que pudiéramos cambiar de un componente a otro en un solo día».
Wolfgang Ulmer: «Cuando Mandatec nos contactó y nos informó el tamaño de serie esperado, al principio fuimos algo cautelosos, ya que creíamos que los tamaños de lote eran demasiado pequeños para las máquinas de doble husillo. Sin embargo, cuando vimos cómo Mandatec diseñó las dos celdas de producción, creando, por así decirlo, dos celdas de producción flexibles, esto realmente nos abrió una nueva perspectiva de fabricación con potencial no solo en Suiza».
GROB, extremadamente fuerte en el negocio de sistemas
Desde la perspectiva de Wolfgang Ulmer, es necesario dar un paso atrás en este punto. GROB ha crecido en la industria automotriz con máquinas como la serie G. Hasta 2007, GROB se dedicaba principalmente al negocio de sistemas automatizados en el sector automotriz. Cuando GROB lanzó las máquinas universales monohusillo de la serie G en 2007, la empresa tenía en mente proveedores como Mandatec, empresas con lotes más pequeños y componentes en constante cambio. Las máquinas de doble husillo, por otro lado, se diseñaron principalmente para grandes series y un componente específico, y luego funcionaron durante cinco años o más. Wolfgang Ulmer: «Una de las fortalezas particulares de GROB se desarrolló en el contexto de estos procesos de producción: la fiabilidad del proceso. Creo que esta es una de nuestras competencias clave, que también se aprecia en Mandatec».
Evaluación: GROB con importantes ventajas competitivas
Incluso antes de invertir en las dos máquinas de doble husillo GROB G520F, Mandatec ya había reconvertido sistemáticamente toda su área de producción a centros de mecanizado GROB. Durante la evaluación, se tuvo en cuenta, como era de esperar, la experiencia adquirida con la maquinaria GROB existente. Marcel Sütterlin: «Nuestros cinco centros de mecanizado monohusillo GROB han causado una excelente impresión en la producción, y el servicio también ha sido excepcional. Esta experiencia es fundamental al realizar una nueva inversión. Sin embargo, al realizar una nueva inversión, también debemos evaluar a otros fabricantes de máquinas herramienta y sus máquinas. Debido a la alta productividad requerida, desde nuestro punto de vista, solo se seleccionaron máquinas de doble husillo. En este segmento, las máquinas herramienta GROB sin duda tienen ventajas competitivas que contribuyeron a nuestra decisión de volver a invertir en ellas». Los ejes Z autónomos en las máquinas de doble husillo marcan la diferencia.
“El factor decisivo”, afirma Marcel Sütterlin, “fue que la GROB G520F está diseñada con dos husillos principales controlados en el eje Z. En cambio, la mayoría de los fabricantes de máquinas de doble husillo tienen ejes Z conectados rígidamente entre sí”. Si los dos husillos principales del eje Z están conectados rígidamente, sus herramientas deben medirse y ajustarse exactamente al mismo valor. Cualquier imprecisión en el preajuste de la herramienta resultará en valores diferentes de voladizo de la herramienta en la cara frontal. M. Sütterlin: “Con las máquinas de doble husillo GROB, una diferencia en el eje Z se puede corregir fácilmente en el sistema de control CNC gracias a los ejes Z autónomos. Esto nos permite producir con un alto grado de fiabilidad del proceso dentro de los límites de tolerancia en ambos husillos”.
Concepto de husillo horizontal: posibilidad de trabajo por encima de la cabeza
Otra ventaja de las máquinas de doble husillo GROB es que, gracias al concepto de máquina herramienta (centro de mecanizado horizontal), es posible el mecanizado por encima de la cabeza. Esto aumenta la fiabilidad del proceso, ya que garantiza una evacuación libre de virutas. No se forman bolsas de viruta en la pieza, un factor crucial en la producción sin supervisión. Marcel Sütterlin: «Además, como ya se ha mencionado, hemos tenido experiencias positivas con los centros de mecanizado GROB en los últimos años. Todo funciona a la perfección: la precisión de la pieza es excepcional y la fiabilidad del proceso, máxima. El suministro de repuestos y la competencia de los técnicos de servicio también son excelentes. Se percibe la proximidad de GROB a la industria automotriz: ofrecen un trabajo 100 % profesional, incluso en el servicio posventa». Por todo lo anterior, se decidió invertir en los dos centros de mecanizado de doble husillo GROB G520F. Otra razón para elegir Mandatec fue que GROB es un punto de contacto central en el sector de las máquinas herramienta de mecanizado.
Automatización del sistema
El concepto de automatización se adaptó con precisión a los centros de mecanizado GROB y a la gama cambiante de piezas. El elemento central de la solución de automatización es un robot de brazo articulado Fanuc, guiado sobre un eje lineal, que recoge las piezas en bruto almacenadas en palés y las coloca en el centro de mecanizado GROB. El robot paletiza los componentes terminados. Las piezas se cargan y descargan durante el tiempo de procesamiento principal gracias a los sistemas integrados de cambio de palets.
El proceso completo de cambio de formato dura aproximadamente un día.
El proceso de cambio de un lote al siguiente no debe durar más de un día. Para lograr este objetivo, el utillaje para la nueva gama de piezas puede iniciarse mientras el proceso está en marcha. Los datos de las herramientas equipadas se almacenan en una base de datos central, y el sistema de control CNC accede a ellos mediante chips Balluff. La célula robótica también debe adaptarse al nuevo componente: nuevos palés de piezas en bruto y terminadas, cambio de pinzas, etc. Se requieren sistemas de sujeción específicos para cada componente para permitir la producción totalmente automatizada de los mismos. Para los bloques de válvulas se utilizan abrazaderas centradas hidráulicamente con mordazas adaptadas a los bloques. Para la consola, los técnicos de Mandatec diseñaron un dispositivo de sujeción que permite la carga y descarga automáticas. Una vez que todo está listo para el nuevo lote, puede comenzar la producción. El programa de clasificación de herramientas optimiza la asignación y clasificación de herramientas en el almacén para garantizar que los cambios de herramienta para el nuevo componente sean lo más rápidos posible. Una vez que todo está listo, se pueden fresar y medir los primeros prototipos. Si es necesario, se realizan correcciones en las herramientas o ajustes en el programa CNC antes de que finalmente pueda comenzar la producción en serie. Marcel Sütterlin: «Si un lote se fabrica durante una semana, el proceso suele ser económico para nosotros». Excelente disipación de calor del centro de mecanizado GROB
Wolfgang Ulmer: «Como fabricante de máquinas herramienta, es fundamental conocer cómo reacciona la máquina a los cambios de temperatura. Nuestros centros de mecanizado cuentan con sensores de temperatura que transmiten un perfil de temperatura complejo. En función de este perfil, se realizan reajustes automáticos. En última instancia, esto se basa en valores empíricos evaluados a lo largo de muchos años, que se almacenan en el sistema de control. Esto permite alcanzar rangos de tolerancia muy ajustados, del orden de centésimas, en la producción en serie, incluso con temperaturas ambiente variables o durante el calentamiento del centro de mecanizado».
Conclusión de Mandatec y GROB
Marcel Sütterlin: «Llevamos un año operando el sistema. En general, estamos muy familiarizados con los procesos de fabricación de bloques hidráulicos, ya que es una de nuestras actividades principales. Sin embargo, aún no habíamos producido con husillos dobles, por lo que tuvimos que familiarizarnos con la estructura del programa y los procesos de automatización de estos. No obstante, con este sistema hemos dado un paso hacia la «producción del futuro». Una vez configuradas las celdas de fabricación y listos todos los palés con piezas en bruto, funcionan de forma autónoma. Esto significa que las celdas de fabricación semiflexibles y autónomas satisfacen nuestras necesidades a la perfección. Las dos GROB G520F ofrecen la precisión requerida en la producción en serie, un rendimiento muy alto gracias al concepto de doble husillo y, además, una gran fiabilidad del proceso. Todo el proyecto fue un reto, especialmente la coordinación con el proveedor externo de la solución de automatización. Sin embargo, todas las partes implicadas lo gestionaron de forma excelente. Por último, pero no menos importante: nuestra experiencia con el servicio de GROB ha sido excelente hasta la fecha. Es evidente que GROB no solo está en casa». en el sector automotriz. Los tiempos de respuesta y la experiencia de los técnicos de servicio son simplemente excepcionales.
“No nos habíamos dado cuenta de esto de esta forma antes.”
Fuente: SMM – Mercado Suizo de Máquinas; Mandatec: Automatización flexible para máquinas de doble husillo basto
Fuente de la imagen: Matthias Böhm y Nastassja Neumaier
