Centre de mecanisat

Un centre de mecanisat és una màquina automatizado capaç de realisar múltiples operacions de maquinat en una instalació baix CNC (control numèric per computadora) en la mínima intervenció humana. Les operacions típiques són aquelles que usen ferramentes de tall rotatori com a talladors i broques. Este sistema de mecanisat destaca per la seua velocitat de producció com a ventaja i els alts costs com a desventaja.

Centre de mecanisat

Centre de mecanisat.

Existixen centres de mecanisat d'una gran varietat de tamanys, tipos, funcions i graus d'automatisació. Els seus costs estan compresos en el ranc de 50.000 fins a 1.000.000 d'euros o més. Les seues potències nominals apleguen a 75kW i les velocitats de fuset de les màquines més usades tenen llímits de 4000-8000 rpm. Algunes taules inclinables són capaces de soportar peces de més de 7000 kg de pes.

En l'actualitat es construïxen moltes màquines en forma modular, de tal modo que es poden instalar i modificar diversos equips i accessoris perifèrics, segons es necessite en els canvis de productes a manufacturar.

Aspectes generals

Panel CNC de Siemens.

Els centres de mecanisat posseïxen les següents característiques:

• Són reconfigurables, per lo que poden adaptar-se ràpidament per a realisar diferents tasques de mecanisat sobre una peça.
• La seua flexibilitat i versatilitat, derivades de l'alt grau d'automatisació, els permeten realisar diverses operacions de mecanisat sobre una mateixa peça.
• Oferixen uniformitat en la producció, una característica important en les produccions en série.
• Alcancen una alta velocitat de producció, ya que realisen una gran cantitat d'operacions de forma automàtica sobre la peça.
• Proporcionen un bon acabament superficial, lo que les fa aptes per a donar forma final a les peces fabricades.

Una màquina de ferramenta CNC es diferix d'una màquina de ferramenta convencional en els següents aspectes:

• L'operari pot manejar vàries màquines CNC al mateix temps.
• No es necessita consultar a penes el pla.
• El programa té tot el control dels paràmetros de cort.
• Existix la possibilitat de realisar pràcticament qualsevol tipo de mecanisat.
• Té un elevat cost de màquines, accessoris i manteniment.
• Es necessita mantindre grans volums de producció per a amortisar costs.

En un adequat sistema d'automatisació, un centre de mecanisat pot ser capaç de treballar sense l'intervenció humana, ya que les tecnologies de l'informació conten en l'existència de llenguages d'alt nivell com Java, Python, Perl, C++ i uns atres, que permeten treballar directament sobre el còdic CNC. Fent possible d'esta manera, el treball autònom d'un centre de mecanisat.

Estructures de centres de mecanisat

Alguns dels aspectes a tindre en conte en el disseny de l'estructura d'una màquina ferramenta són els materials amprats, les dilatació tèrmiques, la rigidea i la capacitat de amortiguamiento de les vibracions.

Materials

Els requisits dels materials a fabricar són:

• Baixa densitat per a minimisar les forces d'inèrcia.
• Rigidea.
• Baixa dilatació tèrmica.
• Alta conductivitat tèrmica.
• Capacitat d'absorbir vibracions.
• Baix cost.

Els materials més comuns per a estructures de soport o armassó de la bancada són:

• ferro colat o fundició grisa, dúctil o modular.
• Acer forjat.
• Concret de polímer.

Entre els desenrolls més recents s'inclou l'us de ceràmics i de composts de granit i epóxico.

• El ferro gris o de fundició té un baix cost i bona absorció de vibracions, pero les parts resulten molt pesades en relació en les seues capacitats mecàniques.

• Els ceràmics s'usen en màquines ferramentes d'alvançada, les seues ventages són la resistència específica, rigidea, resistència a la corrosió, bon acabament superficial i estabilitat tèrmica.
• Els materials composts poden estar formats per una gran varietat i combinació de matrius i materials de reforç, presenten bones propietats mecàniques.
• El concret de polímer és una mescla de concret triturado i plàstic, pot ser fos fàcilment per a prendre diferents formes. Té bona capacitat d'absorbir vibracions pero baixa rigidea i baixa conductivitat tèrmica.
• El compost granit epóxico consistix de 93% de granit triturado i 7% d'aglomerant epóxico.

Dilatació tèrmiques

Les distorsió tèrmiques en les màquines ferramentes contribuïxen significativament a l'imprecisió de l'operació de mecanisat. S'estima que un 50% de l'error final té esta causa. Les fonts de temperatura poden ser internes o externes. Les primeres són roçaments provocats en totes les juntes i els actuadors elèctrics i la calor produïda gràcies al tall, les segones són els decorreguts de tall, i en qualsevol causa de les variacions de temperatura en l'ambient que rodeja a la màquina. Les solucions implementades per a minimisar els efectes de les dilatació tèrmiques són:

• Rodaments de gas o decorregut.
• Utilisació de decorregut de tall per a refrigerar la zona de treball.
• Implementació de materials en baix coeficient de dilatació tèrmica.
• Compensació d'errors per software.

Rigidea i capacitat de amortiguamiento de vibracions

Torne CNC.

Estos dos aspectes són funcions de: a) Propietats mecàniques dels materials amprats: mòdul d'elasticitat, densitat. b) La geometria de les parts de la màquina. c) els tipos i cantitats de juntes usades. Hi ha un compromís entre la llaugerea dels components, important per a obtindre menors forces d'inèrcia i majors velocitats de maquinat, i la rigidea, que es conseguix en components grans i pesats.

Sobre les vibracions, és important notar que quant major és el número de junturas, millor és la capacitat de amortiguar vibracions.

Referències

• Bienal Espanyola de la Màquina ferramenta 28 maig/1 de juny de 2018
• Directori d'Expositors i Productes de la Bienal Espanyola de Màquina ferramenta 28 maig/1 de juny de 2018
• Recint d'Exposicions a on se celebra la Bienal Espanyola de la Màquina ferramenta 28 maig/1 de juny de 2018