La empresa alemana líder en mecanizado, Häberle, presenta su nueva célula de producción automatizada 

   

Tarea: Desarrollar una célula de producción automatizada compacta y eficiente para aplicaciones de mecanizado.

Solución: Al integrar un sistema de almacenamiento inteligente y un robot de 5 ejes FANUC LR Mate top mount en una célula compacta con una FANUC Robodrill, Häberle CNC desarrolló un nuevo enfoque dinámico para el mecanizado multiuso. Esta disposición de célula ofrece la flexibilidad necesaria para responder ante lotes de diferentes tamaños y hacer frente a tareas de mecanizado sofisticadas y de grandes volúmenes, y todo en un espacio muy reducido. 

Resultado: Un producto nuevo y emocionante con una variedad dinámica de aplicaciones.    


Propuestas que propician el ahorro

Los clientes quedan impresionados por una nueva célula de producción automatizada con flexibilidad superior

CNC Häberle, fabricante por contrato e integrador de sistemas, ha combinado nuevas ideas y experiencia en un nuevo proceso de mecanizado y el resultado es una célula de producción automatizada que se desveló en primicia en la feria AMB.

Rainer Häberle es perfectamente consciente del hecho de que, para los fabricantes por contrato, los "productos superventas a largo plazo" no crecen en los árboles... ni tampoco en las mordazas de fijación. Por este motivo, es importante mantener una gama de maquinaria flexible que permita responder a la demanda y obtener ingresos.

En la feria AMB 2014, la empresa CNC Häberle de Laichingen desveló el prototipo de la célula que considera ideal desde el punto de vista del fabricante por contrato. Es flexible en su uso cotidiano, ocupa un espacio reducido, se ha probado y puede entregarse llave en mano y está lista para ponerla en funcionamiento sin la sobrecarga del ensamblaje. Una vez completadas las fases de ensamblaje y puesta en marcha en Laichingen, la célula de producción se envía al cliente "de una pieza". No es preciso que mecánicos, electricistas ni programadores dediquen su valioso tiempo a determinar cómo deben instalarse el cableado o las conexiones. Hoy se acepta el pedido y mañana se inicia la producción: Häberle por fin hace realidad el deseo que tan a menudo expresan los usuarios. Una ventaja adicional del diseño estandarizado (según demanda) es el acortamiento de los plazos de entrega.

La idea básica de la célula es que pueda responder con flexibilidad a distintos tamaños de lotes. Se ha previsto para lotes pequeños y medianos como mucho. La combinación de una unidad robotizada y de almacenamiento ofrece la flexibilidad necesaria y resulta rentable debido al tipo de automatización. No solo proporciona piezas sofisticadas con alta sobrecarga de herramientas sino también mayores cantidades de unidades con especificaciones relativamente simples, con la misma eficacia. Rainer Häberle afirma: "Queremos construir una célula que sea capaz de ambas cosas, porque nosotros somos fabricantes por contrato y necesitamos las dos". Y que ocupe el mínimo espacio posible.

Son argumentos convincentes para elegir la máquina básica, una Robodrill α-D21LiA5, que ya ocupa un espacio muy reducido. Häberle ha modificado la Robodrill estándar de 3 ejes mediante ejes demostrados y estandarizados para convertirla en una máquina de 5 ejes. Se ha retirado uno de los paneles laterales de la máquina y se ha montado un carrusel que actúa como unidad de almacenamiento, desarrollado y construido por Häberle. Entre ambos componentes se ha colocado un LR Mate 200iD, en su nueva versión IP67K. Se encarga de la manipulación en un espacio reducido.

La unidad de almacenamiento ofrece además características muy prácticas. En los cinco niveles del carrusel se pueden colocar herramientas y piezas. En un escenario de producción básico, las veintiuna posiciones de herramienta de la Robodrill son suficientes. Aparte, en cada nivel de la unidad de almacenamiento se pueden guardar hasta doce soportes con sus piezas ya fijadas. La decisión de qué herramientas y piezas almacenar en el carrusel para el mecanizado no es algo definitivo. Los niveles del carrusel tienen orificios con adaptadores a intervalos regulares en los que se pueden montar y reemplazar los soportes según sea necesario.

Todo ello es positivo también para los resultados de Häberle: "Puedo ensamblar la máquina casi completamente, incluida la automatización, hasta que el cliente elige una configuración de herramientas concreta en la fase final del ensamblaje". Y, si la tarea de mecanizado cambia después de un tiempo, se pueden adaptar los equipos, y las herramientas se pueden organizar de otro modo; por ejemplo, en dos filas en lugar de una por nivel. En tal caso, para ese cliente concreto se instalan los soportes pertinentes.

Las piezas preparadas con un sistema de montaje de punto cero se pueden procesar aleatoriamente en cualquier orden. Para evitar tener que cambiar también el dispositivo de sujeción de las distintas piezas, los soportes están equipados con un elemento estandarizado de ayuda para el picking. Esto ahorra costes para los distintos pickers y la sobrecarga correspondiente, aunque un picker se cambie en paralelo durante el mecanizado. En la demostración de la máquina en la feria AMB, Häberle muestra los distintos útiles de fijación que se pueden cargar en la máquina con un picker. "Si las necesidades del fabricante no se cubren con las posibles dimensiones, se pueden integrar fácilmente más pickers. Todo es cuestión de costes", añade Rainer Häberle.

Esta célula de Robodrill resulta útil para piezas con un volumen de hasta 150 x 150 x 150 mm. Con esta especificación, Häberle cree que resultará útil en aplicaciones de tecnología médica; una de ellas sería el mecanizado de implantes dentales. En este tipo de aplicaciones, es preciso tener a mano numerosos discos de piezas sin procesar. El mecanizado de este tipo de implantes es complejo, entre otros motivos debido a la gran dureza del material. Por ello, en modo totalmente automático (es decir, durante un fin de semana, por ejemplo), se utilizan herramientas homólogas que pueden almacenarse fácilmente en el carrusel. Entre los servicios prestados por CNC Häberle, se encuentran los estudios de los tiempos de ciclo con que pueden mecanizarse piezas de este tipo.

A pesar del grado de automatización, los "modos de funcionamiento" estándar incluyen también la carga manual. Es algo que todo fabricante por contrato tiene que hacer; "no hay nada más fácil", confirma Rainer Häberle. No es preciso apartar la célula robotizada ni abrir una puerta de seguridad adicional. Un botón de desbloqueo totalmente normal basta para obtener acceso si fuera necesario fijar la pieza para procesarla. Todas las funciones de seguridad están garantizadas porque están integradas en el CNC de FANUC.

Sin embargo, podría no ser posible cambiar a otra Robodrill existente, ya que se requiere cierto grado de configuración previa para poder ofrecer un paquete completo como este. El objetivo que Häberle persigue con ello es lograr la máxima estandarización y utilizar la menor cantidad posible de componentes y piezas. "Lo que no está instalado no puede fallar". De este modo, la máquina de 5 ejes con 21 posiciones de herramienta, un robot y una unidad de almacenamiento es, además, robusta y polivalente, lo que permite utilizarla de forma eficiente para una amplia variedad de tareas de mecanizado. Para quienes prefieren menos opciones en términos de flexibilidad y compartimentos de almacenamiento, existe una versión básica de 5 ejes sin paternoster robotizado para el almacenamiento de palés.

"Todo el mundo sabe de qué es capaz el control de la Robodrill", sentencia Rainer Häberle, seguro que sus clientes están bien informados. Insiste en que se puede mencionar al cliente la posibilidad de procesar rápidamente una línea de código o de realizar un suavizado de contornos de alta calidad, pero "ellos ya lo saben". Sin embargo, hay una cualidad que siempre señala expresamente. "En situación de funcionamiento normal, el robot se puede controlar completamente desde la Robodrill". En sus propias instalaciones de producción, ha podido comprobar que en ocasiones es preciso que el operario acceda a la funcionalidad del robot con gran rapidez. Quizás solamente tenga que abrir o cerrar el dispositivo de sujeción, porque ha seleccionado una herramienta incorrecta, o retraer la herramienta tras un apagado de emergencia. Para esto, no se necesita la consola de aprendizaje del control del robot. Sin embargo, el robot cuenta con su propio sistema de control en la célula.

La máquina y el robot están conectados internamente mediante FL-Net. Los datos y la información se intercambian a través de la interfaz FL-Net, que es simplemente una conexión de bus de campo. Este intercambio admite la función "Robot Connection" de conexión de robot que, por supuesto, funciona en ambos sentidos. Esto significa que el robot puede controlarse mediante la interfaz del CNC y la información sobre la máquina se puede consultar desde la consola de teach pendant del robot.

Para construir la célula compacta, Häberle recibió uno de los primeros modelos LR Mate 200iD en la versión IP67K. Este robot FANUC está equipado de modo que puede limpiarse a alta presión de hasta 100 bares. Los cojinetes y el interior del robot están sometidos a presión neumática. Esto evita la penetración de refrigerantes y partículas de cualquier tipo. Su peso de 25 kg para una capacidad de carga máxima de 7 kg en la muñeca, combinado con un alcance de 717 mm, son idóneos para la tarea. También resulta sumamente práctico el conector de la parte inferior. Dado que el robot está instalado en la máquina en posición invertida, los cables de conexión ascendentes se pueden disponer directamente fuera de la carcasa de la máquina.