Solución flexible de cinco ejes

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Tecnología mesa giratoria suizo
Setiembre 2015
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Solución flexible de cinco ejes
T1-510520 varioX1
Subcontratista amplía su fresadora de tres ejes con una mesa
giratoria CNC adicional de dos ejes
Quien quiera tener éxito como contratista necesita
– además de colaboradores experimentados – el
equipo adecuado. Porque diferentes encargos y demandas requieren de una alta flexibilidad. Por ese
motivo la empresa suiza Rihs GmbH decidió invertir
en un centro de mecanización QUASER MV-204P
con una mesa giratoria de dos ejes T1-510520.RR
varioX1 de pL LEHMANN. Esta combinación permite abarcar un amplio espectro de piezas de manera
eficiente y precisa.
La empresa Rihs GmbH en Büren an der Aare es una empresa familiar con un total de nueve empleados. Fundada
en el año 2001 por Beat Rihs, la empresa está actualmente
La mesa giratoria de pL LEHMANN T1-510520-RR varioX1 mencionada
en el artículo (en el cuadro con motor en posición LL) es una mesa giratoria abatible, de dos ejes, de un husillo, con control CNC y con contracojinete, especialmente adecuada para la mecanización de piezas pequeñas
y mediaas (hasta un cubo de aprox. 500mm). Fotos: pL LEHMANN
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bajo la dirección de sus hijos Christian y Simon Rihs, ambos
mecánicos con diversas cualificaciones adicionales. En ambos se puede notar claramente la alegría por su labor y por
el trabajo conjunto. Simon Rihs explica: «Nos dividimos muchos trabajos pero también nos intercambiamos de manera
intensiva, de manera que cada uno puede reemplazar al
otro en cualquier momento.» Como ventaja principal de su
empresa identifican la estructura empresarial con sus trayectos cortos. «Eso significa que los clientes se comunican directamente con nosotros» amplía Christian Rihs: «En vista a
la mecanización óptima podemos asesorar y garantizar una
entrega puntual de las piezas – en caso de desearlo también con acabado de superficies y listo para el montaje.»
Un factor muy importante para el éxito empresarial es la
flexibilidad. Para ello es necesario contar con colaboradores experimentados y dispuestos a trabajar duro en la empresa y, por otro lado, contar con máquinas que están desarrolladas para cambios frecuentes en los encargos. Sólo de
esa manera Rihs puede cumplir con encargos especialmente
críticos que nos dan muchos puntos a favor con el cliente.
de piezas cuyo tamaño se encuentra en las dimensiones de
550 x 550 x 80 mm. No obstante, también podemos trabajar piezas un poco más grandes, como p.ej. rieles y planchas cuya longitud máxima debe ser de 1500 mm.» La mayoría de las piezas, más del 80 porciento, son de aluminio.
El resto de acero y de materiales sintéticos. «Nuestro enfoque se encuentra claramente en mecanización de fresado
de piezas complejas» subraya Christian Rihs.
La complejidad mencionada de las piezas tiene diversas
facetas. Sea que el material es especialmente exigente, otro
que el desafío se encuentre en las tolerancias de forma o de
posición y otras que demanden de un conocimiento especial
de tensión y de mecanización. En componentes de bastidores para aparatos de medición que se utilizarán posteriormente en la industria relojera la alta precisión juega un papel fundamental. Simon Rihs indica que también el acabado
limpio tiene una alta importancia en este sector: «Además
este tipo de clientes piden componentes listos para el montaje, incluyendo tratamiento de superficie o rotulados a presión o láser. Con diversos socios estamos en la condición de
cumplir con todos los deseos respectivos.»
Con el centro de mecanización de 3+2 ejes
hacia una productividad mayor
El arranque de virutas previo suele realizarse en los diez
centros de mecanizado CNC en la sala de producción; sobre todo las fresadoras verticales de tres o cuatro ejes así
como una máquina horizontal con eje B. Adicionalmente,
Rihs cuenta desde un poco más de un año con un centro de
mecanizado de cinco ejes, una máquina Quaser MV-204P
de tres ejes que se equipó adicionalmente con un cuarto o
quinto eje giratorio de pL LEHMANN.
Christian Rihs afirma: «En muchas de nuestras piezas
una máquina de cinco ejes tiene ventajas decisivas.» No se
refiere tanto a la mecanización simultánea de cinco ejes que
es posible con la combinación Quaser/pL LEHMANN. Más
Rihs mecaniza en primera línea piezas exigentes de aluminio per también de acero de herramientas y de material sintético.
Enfoque en piezas complejas
Por lo general, los encargos provienen de clientes regulares de diversos sectores como lo es la industria relojera,
electrónica y electrotécnica así como para la construcción
general de máquinas. «Por supuesto, nuestra oferta está limitada por el tamaño de las piezas» comenta Simon Rihs.
«En primer lugar estamos orientados en la mecanización
Para alcanzar la máxima flexibilidad, calidad y eficiencia, Rihs invirtió
en una máquina Quaser MV-204P, un centro de mecanizado vertical de
tres ejes, cuya mesa de máquina fue equipada con un cuarto y un quinto
eje de pL LEHMANN.
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bien es la mecanización de cinco lados que tiene un efecto
positivo en el tiempo de acabado y en la precisión de acabado. «Precisamente en piezas pequeñas y medianas, así
como en piezas complejas, la mecanización en cinco lados
es altamente eficiente. A menudo podemos eliminar una segunda o tercera tensión, teniendo como resultado una mayor precisión y un riesgo menor de errores. Adicionalmente
ahorramos el tiempo de tensar una pieza varias veces. De
esa manera podemos ofrecer nuestras piezas de una manera más económica.»
Debido a que la mesa de engranaje giratoria de pL LEHMANN está
montada transversalmente hacia la mesa de la máquina hay todavía
espacio para por lo menos dos tornillos de banco de máquinas.
También la decisión de no comprar una simple máquina
de cinco ejes sino una máquina de tres ejes con un anexo de
dos ejes también estuvo bien pensada. Simon Rihs explica:
«Esta constelación conlleva una amplia flexibilidad, debido
a que la mesa de mecanización permite ubicar otros medios
tensores junto a la mesa giratoria CNC de dos ejes. Adicionalmente, nuestra solución fue más económica.»
La solución de la mesa giratoria permite
capacidades de cinco ejes
Con la selección de la máquina, la empresa permaneció
fiel a la marca con la que hasta la fecha habían tenido buenas experiencias: Quaser. El fabricante taiwanés de máquinas de herramientas, con representación en Suiza mediante
la empresa Rima AG en Widnau, y con más de 5.000 clientes a nivel mundial, es uno de los principales fabricantes de
centros de mecanización para el mecanizado de piezas individuales y pequeñas hasta máquinas para la producción
de series medianas y mayores. Alta calidad y productividad
caracterizan estas máquinas, tal como lo confirma también
la experiencia de la empresa Rihs GmbH. Es por eso que la
empresa compró en los últimos ocho años siete centros Quaser al vendedor de máquinas Rima, que a la vez recibe buenas críticas por su excelente y rápido servicio.
Para alcanzar los cinco ejes, Rima recomendó ampliar
el centro de mecanizado Quaser MV-204P con una mesa giratoria de pL LEHMANN. Después de una cita en la empresa de pL LEHMANN en Bärau y una asesoría intensiva se
tomó la decisión a favor de una mesa giratoria de dos ejes
del tipo T1-510520.RR varioX1 con los siguientes datos téc-
nicos: Altura de puntas 270 mm, peso 136 kg, máx. carga
del husillo 133 kg (0°…-30°) y 89 kg (-30°…-90°), máx. momento de enclave 4° eje 800 Nm y 5° eje 2600 Nm, fuerza axial 4° eje 20 kN, momento de inercia de masa 4° eje
0,2 kgm2 (con carga estándar con datos de accionamiento
de catálogo) y 2 kgm2 (carga máx. con datos de accionamiento reducidos).
El diseño práctico de la serie 500 – principalmente sin
bordes ni esquinas que generen dificultades – impresionaron inmediatamente a Christian y Simon Rihs: «Se nota la
calidad de las mesas giratorias de pL LEHMANN. También
la estructura compacta, la estabilidad y la fuerza de potencia nos convenció y, para anticiparlo, nunca nos han decepcionado.»
Al final se compró una mesa giratoria CNC y una máquina completa a través de la empresa Rima AG. En el Quaser MV-204P se trata de un centro de fresado vertical que
es controlado por un Canuc-CNC 31i-B. Para alcanzar el
óptimo en cuanto a la dinámica y la precisión de la máquina, Rihs hizo equipar el CNC de Fanuc con un paquete adicional de perfección de ejes High-Precision Contour Control
(HPCC). El cuerpo baste de la máquina, fundido de una sola
pieza, garantiza la estabilidad necesaria y la precisión de
alta calidad; guías lineales bien dimensionadas garantizan
una muy alta precisión.
Dos amarres en una sola mesa
El husillo principal de 30 kW alcanza un máximo de revoluciones de 15.000 min-1. Los trayectos de desplazamiento son de 1270 / 700 / 610 mm en los ejes X, Y y Z. Para
la empresa Rihs GmbH se montó la mesa giratoria de pL LEHMANN de manera transversal sobre la mesa grande de
la máquina de 1.400x700 mm. Esto tiene varias ventajas:
Debido al movimiento lateral, el operador siempre tiene una
vista libre de la situación de mecanización. Adicionalmente
queda espacio libre de aprox. 600 x 400 mm en la mesa
Con la mesa giratoria de engranaje de pL LEHMANN de dos ejes (tipo
T1-510520.RR varioX1) se puede girar y abatir la pieza siempre en la
posición óptima de trabajo. En muchos casos esto permite una mecanización completa durante un solo amarre.
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que puede servir para amarrar dos a tres tornillos de banco
adicionales. De esa manera, la empresa Rihs puede usar la
máquina como elemento de cinco ejes o, mediante el tornillo de banco, como elemento de tres ejes para mecanizar el
sexto lado o quizás otras piezas. Para fresar piezas mayores incluso es posible retirar la mesa de pL LEHMANN.
Rihs obtuvo una ventaja adicional del hecho que la mesa
giratoria de pL LEHMANN ha sido ampliada por un sistema de punto cero de Schunk. «Precisamente debido a que
tenemos que mecanizar una amplia gama de diferentes piezas – con un número de unidades entre 1 y 1000 piezas -,
el sistema manipulador de paletas nos ayuda bastante» afirma Christian Rihs. «Los tiempos de equipamiento son mucho
menores cuando podemos equipar los palés paralelamente
a la producción. Adicionalmente el sistema permite cambiar
a una automación posterior de robot que tenemos pensado
cumplir con los turnos nocturnos.»
Su hermano Simon indica: «Visto a largo plazo, esta no
será la última máquina de cinco ejes – en tanto que los encargos sigan viniendo. La tendencia va claramente en los
trabajos de varios ejes y la variante de ‚tres ejes más dos
es sin lugar a dudas la óptima para nuestra gama de piezas.»
Mesa giratoria de dos ejes del tipo T1-510520.RR varioX1 convence por
su estructura compacta, su estabilidad y su alto rendimiento.
Técnica de mecanización 3+2 vs.
la técnica directa de 5 ejes
La inversión en un nuevo centro de mecanización de
cinco ejes por lo general es más cara que la adquisición
de un centro de tres ejes con una mesa giratoria de dos
ejes. Adicionalmente esta solución presenta ventajas básicas adicionales. Un ejemplo: debido a que máquinas
de 5 ejes por lo general el cuarto o quinto eje se encuentra en la mesa, los bordes de la mesa de la máquina son
bastante altos y causan problemas. Esto requeriría un
dispositivo aún más alto para la pieza a trabajar o por
lo menos herramientas largas. Ambas soluciones causarían problemas en la estabilidad, aumentaría en vibraciones y reduciría la precisión y el rendimiento de la máquina. En caso de tensar la pieza en una mesa giratoria
tensada, los bordes son mucho más bajos, lo cual permite utilizar herramientas cortas, libres de vibraciones.
Una ventaja adicional de la solución 3+2 se encuentra
en las masas a desplazar. Mientras que la máquina de
5 ejes tiene que acelerar y frenar la completa mesa de la
máquina, incluyendo la pieza a trabajar, en un sistema
de uno o dos ejes sólo se desplazan los ejes giratorios
con la pieza, es decir masas claramente menores. Con
ello también se reduce el consumo de corriente.
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Mejor: Edición 3 de la tecnología de la
mesa giratoria de pL LEHMANN
El fabricante de mesas giratorias pL LEHMANN ha
mejorando constantemente sus mesas giratorias CNC de
la serie 500. Desde enero del 2015, la empresa suiza
ofrece una nueva edición 3 que se caracteriza especialmente por el engranaje pretensado y libre de fallos PGD
(preloaded gear drive). Esta mesa giratoria de engranaje se entrega en un estado pretensado y permite un trabajo simultáneo, incluso sin sistema de medición directa. Adicionalmente se puede trabajar hasta a un tercio
del actual momento de giro de avance permitido gracias al engranaje pretensado, al realizar trabajos más
pequeños. El PGD es prácticamente libre de desgaste,
lo cual ha sido confirmado por una prueba a largo plazo con la mesa giratoria EA-510 con carga estándar y
datos de accionamiento según constan en el catálogo.
Después de más de 10,6 millones de ciclos de 90° en
el tiempo de funcionamiento de 10.500 horas no se detectó ningún desgaste esencial. La pretensión tan sólo se
redujo por 3% por cada millón de ciclos. Debido a estos resultados y a seguridades adicionales, se
puede esperar del PGD 5.000 horas
de funcionamiento constante (trabajo simultáneo con ED 100%) o
20.000 horas de funcionamiento en trabajos de posicionamiento (ED 20% según catálogo) o 20
millones de posicionamientos de
90° sin tener que reajustar el juego del engranaje (válido con carga estándar según catálogo, con
uso destinado; válido es el primer
límite alcanzado).
Contactos:
Peter Lehmann AG
Bäraustrasse 43
CH-3552 Bärau (Suiza)
Tel. +41 (0)34 409 66 66
Fax +41 (0)34 409 66 00
[email protected]
www.lehmann-rotary-tables.com
Rihs GmbH
CNC-Fertigung
Industriestrasse 9
CH-3294 Büren an der Aare (Suiza)
Tel. +41 (0)32 351 35 73
Fax +41 (0)32 351 35 74
[email protected]
www.rihsmechanik.ch
RIMA CNC Maschinen AG
Unterlettenstrasse 16
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Tel. +41 (0)71 747 20 20
Fax +41 (0)71 747 20 21
[email protected]
www.rimaag.ch