El simulador optimiza la fabricación de moldes

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Mecaman
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El simulador optimiza la fabricación de moldes

Mensaje sin leer por Mecaman » Diciembre 1st, 2008, 2:50 pm

Con su filosofía “Ideas para el coche del futuro”, Hella KGaA Hueck & Co. se ha convertido en una compañía activa a nivel mundial, con alrededor de 24.000 personas empleadas y una facturación, en el año 2004/05, de unos 3.100 millones de euros. Hella es una de las 100 mayores empresas industriales de Alemana, donde trabajan más de 2.900 ingenieros y técnicos en investigación y desarrollo.

La empresa Hella Werkzeugbau Paderborn GMBH, perteneciente al grupo Hella y con más de 280 empleados, desarrolla y fabrica moldes para faros y luces traseras de termoplástico y duroplástico. “Nosotros nos ocupamos del ciclo de vida completo del molde, desde el asesoramiento y la planificación pasando por el desarrollo y la fabricación hasta el servicio y puesta en marcha, incluyendo mantenimiento y reparación”, explica Hermann-Josef Hartman, jefe de ventas en Hella Werkzeugbau Paderborn.

Cada año se desarrollan y fabrican entre 80 y 100 moldes de tamaños que van desde 2 hasta 16 toneladas, además se realizan las pruebas de inyección en su propio centro de pruebas. Para ello disponen de máquinas de inyección de 75 a 1.450 toneladas de fuerza de cierre, que también utilizan para series pequeñas. Para la creación de los moldes, Hella, utiliza desde el año 1993 el software CAD/CAM de Tebis, que ha sido ampliado en los últimos años, de manera que hoy tiene instalados 16 puestos de trabajo CAD/CAM y 2 estaciones Viewer, además de 10 licencias flotantes del nuevo simulador virtual.

A finales del año 2003 Tebis inició, conjuntamente con los expertos en moldes de Hella, un proyecto para el desarrollo de una nueva tecnología de simulación integral. El objetivo del proyecto era, además de detectar colisiones de la herramienta y el portaherramientas, tomar en consideración la cinemática del cabezal y la posición de amarre, así como la organización completa de los programas NC, procesados sucesivamente.

“Con ayuda del software de Simulación de Tebis queríamos aumentar la seguridad del proceso y la capacidad de funcionamiento de nuestras máquinas, ya que el simulador debía ser utilizado tanto en la programación como en el taller”, dijo Klauss Kussmann., jefe de programación NC. “Con nuestras máquinas de alta velocidad, producimos moldes con cavidades profundas de hasta 600 milímetros. Para conseguir la mejor calidad superficial trabajamos con herramientas que sean lo más cortas posible y orientaciones flexibles para evitar colisiones”

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Modificaciones inesperadas son rápidamente realizables

A menudo hay que reorganizar la carga de trabajo prevista para las máquinas. Por ejemplo, los moldes que llegan para ser reparados tienen prioridad, y deben ser devueltos a producción lo antes posible. Por lo tanto hay que modificar la planificación de tal manera que los moldes nuevos deben ser transportados a otras máquinas. Pero esto significa que la máquina a la que se cambia el molde tiene otras características cinemáticas y utiliza otras herramientas, lo que supone una adaptación de los programas NC. Esto significaba antes un día entero de trabajo, necesario para adaptar los programas. Y, a pesar de todo, existía poca seguridad en cuanto a riesgo de colisión. Hoy, con la ayuda del Simulador de Tebis, se pueden adaptar los programas para un cambio de máquina en 30 hasta 60 minutos y además se logra una alta seguridad en el proceso.

“Hasta ahora, los operarios de máquina recibían los programas NC, pero no tenían una concepción visual de cómo iba a ser el proceso de mecanizado” , explica Norbert Hansmeyer, responsable de la implantación del Simulador de Tebis en Hella. “En modificaciones posteriores del programa NC o de la asignación de máquina siempre ha habido una gran inseguridad. Los operarios de máquina sólo comprobaban puntualmente las sendas de herramienta en cuanto a colisión con la pieza”. Para poder llevar a cabo una simulación fiable del proceso NC, era necesario crear una biblioteca exacta de las herramientas con sus conos y prolongadores. Para ello se tomaron cada una de las medidas de los portaherramientas, ya que las medidas proporcionadas por el fabricante no eran siempre correctas. Lo mismo sucedía con los cabezales. En total, fueron medidas y estandarizadas más de 1.000 herramientas de fresado y taladrado. .

“En cuanto al Software de Simulación, teníamos claro que sólo era razonable la utilización de una herramienta así, si los trabajadores podían confiar en él” explica Norbert Hansmeyer. Por eso, tener una representación realista y exacta de las herramientas y sus adaptadores, era una condición indispensable para poder confiar en las simulaciones. Otro aspecto es la alta calidad superficial necesaria para tener una reflexión óptica perfecta de la luz sobre las superficies. Para ello las herramientas deben tener una longitud mínima fuera del porta, con lo cual el peligro de colisión con el portaherramienta es muy frecuente.


La máquina virtual proporciona una alta seguridad

Utilizando diferentes orientaciones de mecanizado en máquinas de 5 ejes, se evitan estas colisiones. El acceso del programador CAM a la máquina virtual, con la pieza en su posición de amarre y las herramientas idénticas a la realidad, hacen que su labor sea mucho más fácil. Con el Software de Simulación, que ahora está perfeccionado y es un producto oficial de Tebis desde primavera del 2005, es posible definir, previamente, el proceso completo de mecanizado, comprobarlo y visualizarlo, de manera que podemos ver con exactitud las zonas críticas, antes de que salten las primeras virutas.

El concepto realizado por Hella y Tebis se basa en que toda la información necesaria fluya desde el diseño hasta el taller, pasando por la planificación y la programación. Y además, en que la información de los medios de producción del taller vuelva a subir hacia programación y diseño. Con esta base, es posible realizar pruebas de viabilidad para los, a menudo, complicados moldes de inyección. Para ello, el simulador sirve a los programadores como módulo interactivo de planificación para, por ejemplo, encontrar la orientación idónea de la herramienta en mecanizados de cavidades profundas sin “golpear” la pieza. Gracias al simulador, el operario de máquina puede visualizar detalladamente cada uno de los pasos del proceso de mecanizado.

“Gracias a que podemos visualizar, comprobar y optimizar el proceso de mecanizado, también en cuanto a posición de amarre y orientación de la herramienta, y gracias al control de los finales de carrera de los ejes NC, es posible evitar la mayoría de los daños producidos hasta ahora en la pieza, herramienta ó máquina” resume Karl-Heinz Hule, encargado del área de máquinas de Hella. Al mismo tiempo, hemos reducido los tiempos de ejecución, de preparación y tiempos de parada de las máquinas, además de reducir enormemente el trabajo de documentación”.


Ya no es necesaria la laboriosa tarea de la documentación en papel

Antiguamente no era posible utilizar muchas herramientas una detrás de la otra, sin que fuese necesaria la comprobación del mecanizado por parte del responsable. Hoy, los cambiadores completamente equipados se pueden utilizar al máximo gracias a que el simulador comprueba las sendas de mecanizado. De este modo es posible mecanizar durante el fin de semana piezas complejas, casi sin supervisión.

Además, la técnica de Nc-Job del software de Tebis da a los programadores de Hella un soporte completo, ya que en mecanizado de desbaste, la geometría del tocho se actualiza en cada instante para optimizar los movimientos de herramienta posteriores. Al utilizar el simulador a lo largo de toda la cadena del proceso, se evita la tarea de documentación, ya que toda la información necesaria se puede extraer del modelo Tebis.

Después de algún escepticismo puntual inicial, hoy, todos los empleados involucrados apoyan la solución del simulador, ya que funciona perfectamente, como mínimo, a partir de la release oficial del software, y con los problemas iniciales de las versiones prototipo ya están olvidados. Hoy se benefician todos los empleados implicados de la simplificación del proceso y del aumento de seguridad en el mecanizado. Todos esperan la próxima versión del Simulador, ya que va a ser posible, modificar la orientación espacial de la herramienta de forma dinámica, y además, haber calculado los programas NC para una máquina Fidia 411 y realizar el mecanizado real en una Fidia 218 con otras características cinemáticas y diferentes soportes de herramientas. De esta manera podemos modificar el proceso repentinamente, aún manteniendo toda la seguridad del mecanizado, y sin tener que incrementar el coste del proyecto debido a horas adicionales de programación CAM.

“Con ayuda del software de Tebis hemos creado una cadena de información cerrada, en la cual, el traspaso de información manual, y por tanto, fuente de errores importantes, ha sido elminada” resume Klaus Kussmann. “Hoy disponemos hasta en la fresadora del entorno CAD/CAM de Tebis, de manera que el operario de máquina tiene acceso a todos los datos, incluidos la geometría y las funciones del Simulador”

Artículo por gentileza de CAD-CAM REPORT

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