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El CNC de FANUC ofrece rendimiento y manejo intuitivo en la nueva biseladora de Copier.

Tarea: Crear una biseladora que produzca bordes soldables en tubos de gran diámetro. Para ello, era preciso obtener un CNC y desarrollar una interfaz gráfica de usuario (GUI) que facilitase el manejo de la máquina.

Solución: Utilizar un CNC de FANUC para desarrollar una nueva generación de máquinas capaces de crear cualquier perfil de biselado que se requiera, con independencia del grosor del tubo. Para coordinar los ejes U y C de la máquina, era imprescindible contar con codificadores de máxima precisión y con rapidez de procesamiento en el CNC. Puesto que los operarios tenían poca o ninguna experiencia en sistemas CNC, la solución aprovechó asimismo la posibilidad de desarrollar una interfaz gráfica de usuario mediante el uso del software Fanuc Picture en el propio CNC.

Resultado: Se desarrolló la solución utilizando el CNC de FANUC, después de que Copier Bevelmachines lo identificase como el más adecuado para esta aplicación. La máquina es sumamente fácil de usar. Lo único que ha de hacer el operario es introducir los parámetros del tubo que va a mecanizar y seleccionar el perfil de biselado con ayuda de las imágenes. Esto permite al operario controlar la máquina sin tener que preocuparse por el código NC subyacente.

Las biseladoras de Copier están equipadas con el sistema de control FANUC 32i-B,

un sistema de control sencillo para una aplicación de CNC compleja.

Para soldar perfectamente los tubos entre sí, sus extremos deben mecanizarse previamente para crear un perfil que se pueda rellenar durante el proceso de soldadura. La empresa Copier Bevelmachines de Giessen (Países Bajos) ha creado una biseladora especial para producir un borde soldable precisamente con este fin. La empresa recurrió a FANUC no solo para obtener los sistemas de control CNC, sino también para desarrollar una interfaz gráfica de usuario que permitiese simplificar en gran medida el manejo de las máquinas.

Lo que diferencia a estas biseladoras de otras aplicaciones de torneado es que lo que gira no es la pieza, sino la herramienta. El motivo es que los tubos de acero mecanizados son largos y presentan diámetros de hasta 48 pulgadas y paredes con grosores comprendidos entre 60 y 70 mm. Estas pesadas piezas llegan a la máquina sobre una cinta transportadora de rodillos y, a continuación, se fijan en su lugar mediante un bloque de sujeción triangular de centrado automático. El extremo del tubo se mecaniza mediante las inserciones de corte que se fijan al cabezal de corte de la máquina. De este modo, durante el mecanizado, lo que gira es la herramienta, no las piezas.
Copier, fundada por Jan Copier en 1997, ha experimentado un rápido desarrollo hasta convertirse en una pieza clave en este nicho de mercado. Copier invierte en calidad y fiabilidad, pero también confiere gran importancia a la facilidad de manejo, un aspecto en que los sistemas de control de FANUC serán fundamentales a partir de ahora.

Inserciones de corte en posición fija

“Inicialmente, construíamos máquinas simples con un solo eje de alimentación”, admite Jan Copier. “En ellas, las inserciones de corte se montan en una posición fija sobre el eje C (el cabezal de corte). El corte se lleva a cabo moviendo la pieza a lo largo de este eje. Las dimensiones de las inserciones de corte varían según la forma que se desee dar a la superficie de soldadura. De este modo, el proceso de mecanizado produce una copia”.
La gran ventaja de este sistema es su extrema simplicidad. El inconveniente es que se requieren inserciones de corte especiales y que cada forma solamente puede crear un bisel. Además, el grosor de la pared del tubo no puede superar un tamaño determinado.

Carro en el cabezal de mecanizado

Para responder a estos requisitos, se ha desarrollado una nueva generación de máquinas en las que un sistema de control CNC gestiona el corte. Las inserciones de corte ya no se fijan al cabezal, sino que se montan en un carro (eje U) sobre el cabezal de mecanizado, de tal forma que puedan moverse hacia dentro o hacia fuera según se necesite. Este eje U se acciona mediante una transmisión mecánica diseñada expresamente que gira con el eje C, a su vez accionado por un eje de potencia adicional. La máquina CNC puede crear cualquier perfil de biselado que se requiera, con independencia del grosor del tubo, utilizando las mismas herramientas e inserciones de corte. Además, es posible realizar tareas de mecanizado adicionales, como roscas o acanaladuras.
Rapidez de procesamiento gracias al sistema de control CNC

Como Jan Copier afirma: “El accionamiento es una aplicación de CNC especial, el eje U. No todos los fabricantes de sistemas de control CNC ofrecen esta función. La transmisión se diseña de tal forma que el eje U se sincroniza perfectamente con el eje C. El resultado es que las inserciones de corte se mantienen en una posición fija. Para moverlas hacia el interior o el exterior, la velocidad del eje U debe reducirse o aumentarse ligeramente en relación con el eje C. Esto requiere el uso de codificadores sumamente precisos, así como un procesamiento veloz en el sistema de control CNC. De nuestro estudio del mercado se desprendió que el sistema de control de FANUC era el más apropiado para esta aplicación”.

Interfaz gráfica de usuario

Puesto que los usuarios de estas máquinas no necesariamente tienen experiencia en el mecanizado con CNC, Copier Bevelmachines explota otra de las ventajas de los sistemas de control de FANUC: la opción de desarrollar una interfaz gráfica de usuario (GUI) en el componente de PLC integrado en el sistema de control. FANUC ha implementado íntegramente esta aplicación a petición de Copier Bevelmachines, basándose en el software Fanuc Picture. Jan Copier lo explica: “Los usuarios pueden introducir los parámetros del tubo que van a mecanizar y, a continuación, seleccionar el perfil de biselado con ayuda de las imágenes. Los perfiles están estandarizados. Por consiguiente, podemos ofrecer una biblioteca al usuario. De este modo, el operario puede controlar la máquina sin mantener contacto directo con el código NC subyacente. Además, la interfaz admite muchas otras opciones. Con frecuencia, nuestros clientes deben resolver el problema de las tolerancias de los tubos. Con el programa, pueden especificar las dimensiones reales y el sistema calcula automáticamente si se ha alcanzado el grosor de pared mínimo del tubo que es preciso respetar. Así, el operario sabe cuál será el resultado incluso antes de iniciar el mecanizado”.

Productos FANUC utilizados