Alta precisión con materiales duros
Las máquinas de torneado en duro de Hembrug logran precisiones de micras
El torneado en duro se ha consolidado como alternativa económica al rectificado circular. Hembrug, uno de los pioneros en esta técnica, se ha especializado casi exclusivamente en la tecnología de torneado en duro de ultraprecisión y ofrece máquinas para diámetros de piezas de hasta 1.500 mm. FANUC, colaborador encargado de los accionamientos y controles, equipa estas máquinas conforme a las especificaciones con los CNC de las series 0i-D y 32i. Hembrug Machine Tools de la ciudad holandesa de Haarlem fue en sus orígenes una empresa pública, privatizada en 1983. Aunque al principio se dedicaba a máquinas de torneado de ultraprecisión, desde principios de la década de 1990 esta empresa familiar se ha centrado en el torneado en duro. "En aquel momento, empezaron a estar disponibles materiales de herramientas que permitían mecanizar el acero endurecido", recuerda el responsable de diseño, Bert de Veer. "Debido a las enormes fuerzas que se generan durante el torneado en duro, para implementar la tecnología de alta calidad y precisión desarrollamos máquinas con un grado de estabilidad especial, pues de lo contrario habría sido imposible lograr una precisión del orden de micras". Gracias a sus muchos años de experiencia en ingeniería en máquinas de torneado con cojinetes hidrostáticos, Hembrug conquistó el nicho de mercado del torneado en duro y desarrolló la tecnología hasta convertirla en una alternativa al rectificado circular para procesos de acabado de precisión. La empresa puede aportar varios ejemplos de ello. Bert de Veer comenta que las primeras máquinas de torneado en duro de Hembrug se entregaron a clientes de los sectores de la fabricación de herramientas y moldes, que las utilizaban para producir botellas de PET: "Hasta la fecha, no solo se tornean en nuestras máquinas las herramientas de moldeo por inyección para preformas, sino también los moldes de los cierres, incluidas las roscas. Mediante una torreta con herramientas accionadas, se perforan en ellos hasta los conductos de ventilación, de tal forma que salen de la máquina las herramientas totalmente terminadas". Otras aplicaciones se destinan a la industria del automóvil (boquillas de inyección, engranajes), fabricación de cojinetes (anillos internos y externos) y componentes hidráulicos y neumáticos (válvulas).
Para piezas de hasta 1.500 mm de diámetro de torneado
La serie de máquinas Mikroturn de Hembrug consta de máquinas de torneado en duro de ultraprecisión, completamente hidrostáticas y casi sin desgaste que abarcan un amplio abanico de piezas. Las máquinas horizontales de la serie CNC 100 son idóneas para pequeñas piezas con orificios a partir de 1 mm. Existen máquinas de torneado verticales para piezas grandes y pesadas de entre 450 y 1.500 mm de diámetro.
Todas las máquinas Mikroturn tienen algo en común, como explica Bert de Veer: "Proporcionan la máxima precisión que puede lograrse actualmente mediante el torneado en duro". A continuación, respalda su afirmación con cifras: "Con estas máquinas se pueden lograr las siguientes tolerancias en piezas con durezas de hasta 70 HRC y diámetros de hasta 1.500 mm: precisión de superficie de Ra = de 0,0001 a 0,0004 mm, precisiones de acabado de entre 0,0002 y 0,001 mm y precisión dimensional de 0,002 mm o menos".
Tecnología hidrostática para garantizar una precisión duradera
Con estos órdenes de tolerancia, las máquinas Mikroturn compiten principalmente con las rectificadoras cilíndricas, a las que superan en varios aspectos más. En el torneado en duro, no es preciso utilizar útiles de fijación, lo que ahorra tiempo y evita los errores asociados a ellos. Se pueden crear todo tipo de contornos con una sola herramienta, de modo que son innecesarios los costosos discos de rectificado. Además, el torneado en duro es un proceso ecológico que, en muchos casos, se lleva a cabo en seco. En cambio, el rectificado siempre crea lodos que resulta costoso eliminar. En definitiva, el torneado en duro logra una mayor productividad en muchas aplicaciones de mecanizado.
En comparación con otras máquinas de torneado en duro, las de Hembrug destacan por su precisión a largo plazo. Los principales motivos de ello son los cojinetes hidrostáticos de los cabezales y las unidades de pistas de rodadura. Logran precisiones de desplazamiento axial y repetibilidad de 0,1 micras y lo hacen de forma uniforme a largo plazo, como señala Bert de Veer: "Las máquinas sin cojinetes hidrostáticos proporcionan estos parámetros solo cuando son nuevas. Las nuestras, ofrecen esta calidad incluso después de 20 o 30 años".
Hembrug y FANUC: una colaboración fiable
Desde hace ya varios años, Hembrug trabaja con FANUC, el líder del mercado mundial en CNC, en los aspectos relativos a los accionamientos y controles. Peter van Ommeren, responsable de diseño eléctrico, señala: "Antes, utilizábamos los CNC de FANUC serie 15-TB. En la actualidad, utilizamos los sistemas CNC de la serie 0i-D para nuestras máquinas Mikroturn estándar. Este control ofrece una resolución de 100 nm. Para tareas más sofisticadas, hemos desarrollado máquinas Mikroturn especiales que podemos equipar con los CNC de la serie 32i de FANUC. Con las escalas apropiadas, posibilita una resolución de 10 nm".
En su producción, Hembrug emplea varias de sus propias máquinas controladas por el CNC 0i-D de FANUC, "porque esta combinación es excelente", explica Peter van Ommeren. "Nuestros clientes nos lo dicen una y otra vez. Prácticamente no se producen errores relacionados con los controles, ni siquiera con el paso de los años. La electrónica, los motores y los controles de FANUC presentan los máximos niveles de calidad y son sumamente robustos, incluso ante las influencias electromagnéticas". Otra característica positiva de FANUC es la compatibilidad ascendente. Esto significa que pusimos las máquinas en funcionamiento en la década de 1990 con el control 15-TB. Ahora, casi 20 años después, todavía podemos usar los programas en máquinas más nuevas y en los controles más recientes. Esto se debe a que, a pesar de todas las innovaciones y funciones adicionales, FANUC ha conservado la estructura básica. Con ello, nos facilita la implementación a los fabricantes de máquinas y nuestros clientes se ahorran muchos cursos de formación".
Nuevos desarrollos que impulsan la productividad
En los últimos años, Hembrug ha liderado varios nuevos desarrollos que no solo son de alta precisión, sino también extraordinariamente productivos. Por ejemplo, en la EMO 2011, la empresa presentó los productos Mikroturn Twin Spindle y Mikroturn 100 CNC Special. Mikroturn Twin Spindle está equipado con dos cabezales completamente hidrostáticos con motores de cabezal integrados, motores lineales en los ejes X y Z y un robot de alimentación integrado totalmente automático. En algunos casos, por su naturaleza, el torneado es duro, pero resulta tres veces más rápido que las operaciones de rectificado comparables; sin embargo, el doble cabezal permite mejorar el tiempo de ciclo en hasta un 30 % más y la productividad en nada menos que el 100 %. El Mikroturn 100 CNC Special es una versión especial con cabezal completamente hidrostático de alto rendimiento de 2.000 rpm, motor de par integrado y recorrido ampliado del eje Z. En él se pueden tornear piezas más grandes y pesadas que en la versión estándar del Mikroturn 100 CNC.
Bert de Veer considera estos desarrollos como un importante paso hacia el futuro: "Durante mucho tiempo, se nos consideraba los mejores en precisión, pero no prestábamos la suficiente atención a la productividad. Todo esto ha cambiado. En nuestros nuevos desarrollos, nos centramos por un lado en la productividad y, por otro, en incrementar la flexibilidad respecto a los deseos de los clientes. Nos encanta poder ofrecer soluciones especiales". Como ejemplo, menciona un proyecto en que se procesan distintos ejes para bombas de engranajes. Se mueven por una cinta transportadora alimentadora que las lleva a la máquina, donde las detecta una cámara y se insertan mediante un robot. De este modo, la máquina reconoce exactamente qué pieza es y elige el programa de CNC correcto.
Un contacto directo garantiza un alto grado de satisfacción del cliente
FANUC ha participado en los nuevos desarrollos. Peter van Ommeren, responsable de diseño eléctrico, lo explica: "Para nosotros, era importante que FANUC facilitase la integración de motores de terceros. Por ejemplo, utilizamos motores de cabezal integrados de otros fabricantes. Al principio, esto nos preocupaba. Sin embargo, FANUC ha demostrado tener un sistema abierto que ha permitido controlar los motores sin dificultades".
En este momento, Hembrug está desarrollando interfaces de usuario especiales, diseñadas para facilitar la manipulación de las máquinas por parte de los usuarios. FANUC Picture proporciona un entorno de desarrollo de alto rendimiento que nos permite diseñar estas interfaces de usuario de acuerdo con nuestros deseos. En este momento, estamos probando el resultado en nuestras propias instalaciones de fabricación en un Mikroturn con nuestro control 32i; en él, después del proceso de endurecimiento, se están recortando las roscas internas de grandes tuercas.
El experto en electrónica Peter van Ommeren está entusiasmado con la cooperación con FANUC: "Aunque, comparados con otros fabricantes de maquinaria, producimos una cantidad relativamente pequeña de máquinas de torneado y, por consiguiente, compramos pequeñas cantidades de controles de FANUC, nos han prestado un soporte rápido y excelente. Cada vez que tenemos dudas podemos acudir a un punto de contacto directo, lo que funciona de maravilla". Lo ilustra con un ejemplo: "Un cliente de Estados Unidos nos preguntó por un proyecto específico que requería una máquina sofisticada de 4 ejes con dos portaherramientas y también cambiadores de herramientas. La tarea no era sencilla en lo referente a controles y accionamientos, así que pedimos asistencia a FANUC. En muy poco tiempo, se presentó un técnico de FANUC con quien pudimos hablar del proyecto. Nos recomendó los accionamientos y un CNC multicanal de la serie 32i. Esto nos permitió proporcionar inmediatamente al cliente la propuesta solicitada֊".
Torneado en duro con el más alto nivel de precisión
Fundada en 1973 como empresa pública y privatizada en 1983, más del 95 % del diseño y la producción actuales de Hembrug consiste en máquinas de torneado en duro de ultraprecisión, totalmente hidrostáticas y casi sin desgaste. La serie de máquinas Mikroturn puede mecanizar piezas con índices de dureza de hasta 70 HRC y diámetros de hasta 1.500 mm. Hembrug tiene unos 70 empleados que producen entre 25 y 30 máquinas al año. Sus ventas anuales en 2011 ascendieron aproximadamente a 15 millones de euros.
