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Un fabricante suizo especializado en máquinas de rectificado de herramientas confía en los controles y accionamientos de FANUC.

Tarea: El fabricante de herramientas suizo J. Schneeberger Maschinen AG produce diversos tipos de rectificadoras para aplicaciones variadas. Para desarrollar las máquinas de accionamiento directo en las que, por ejemplo, la pieza oscila a alta frecuencia, Schneeberger necesitaba un socio con experiencia en tecnología de controles y accionamientos.

Solución: Schneeberger colaboró con FANUC, su proveedor de controles y accionamientos desde hace varios años. FANUC produce una gama diversa de accionamientos lineales idóneos para este tipo de aplicaciones y prestó apoyo a Schneeberger para desarrollar la nueva tecnología. 

Resultado: Al estar equipada con la tecnología de accionamiento y con el CNC de la serie 31i-B5 de FANUC, la nueva máquina presenta la función HCC (High-speed Cycle Cutting) y permite realizar rutinas de mecanizado precisas y homogéneas.    

 

 

 

Innovación hasta en el mínimo detalle

Schneeberger proporciona una mayor densidad de rendimiento en rectificado de herramientas

Con nueve máquinas, como la compacta NGC, J. Schneeberger Maschinen AG ofrece alta eficacia en rectificado de herramientas. Esto se debe a componentes como una sonda 3D patentada y fácil de integrar que se puede implementar en todas las máquinas de Schneeberger. Desde hace muchos años, su socio de confianza, FANUC, trabaja codo con codo con los ingenieros de tecnología de Schneeberger para prestarles asistencia en controles y accionamientos.

Las herramientas de corte para metales y madera presentan una diversidad enorme: desde las inserciones indexables de perfil reducido hasta las grandes herramientas de escariado y fresado helicoidal. Las diferentes geometrías, por no mencionar los materiales de las piezas y de los propios discos de rectificado, plantean exigencias extremas a las rectificadoras de herramientas que se utilizan para producción y reafilado. El fabricante de máquinas J. Schneeberger Maschinen AG, inmerso en la tradición y radicado en la ciudad suiza de Roggwil, lo considera un reto al que, una y otra vez, responde con innovaciones.

Y cada año ofrece algo nuevo. Por ejemplo, en la EMO de hace dos años, Schneeberger desveló la NGM Tap, adecuada para la producción de herramientas roscadoras en una sola configuración. Está equipada con un total de seis ejes, cinco de ellos con accionamiento directo. Una de las características especiales de la NGM Tap es que la pieza puede oscilar a alta frecuencia. El Dr. Hartmut Rühl, responsable de software y electrónica, explica: “Los accionamientos lineales son idóneos para la oscilación. Como permiten movimientos cortos y altamente dinámicos, están exentos de desgaste”. La tecnología de accionamiento directo para la oscilación rápida ya ha demostrado su eficacia en la rectificadora Gemini GHP introducida hace diez años. Sin embargo, lo que oscila en esa máquina es el disco de rectificado, pues representa la masa menor al rectificar fresas madre. En cambio, en las herramientas roscadoras, el disco de rectificado suele tener un tamaño de 300 mm y resulta pesado. Por este motivo, Schneeberger optó por hacer oscilar la pieza.

El desarrollo de máquinas de accionamiento directo recibió el apoyo de FANUC, proveedor de Schneeberger de tecnología de control y accionamiento desde hace muchos años.

Esta colaboración con FANUC, en la que Hartmut Rühl deposita su confianza, se prolonga desde 1990: “Ningún otro fabricante de controles del mundo está tan bien organizado. Además, el nivel de calidad y fiabilidad de los productos de FANUC es extremadamente alto”.

Idóneo para mecanizado de oscilación

En Schneeberger, no existe alternativa a los motores lineales para obtener movimientos de oscilación. Hartmut Rühl lo explica con mayor detalle: “Un accionamiento directo nos permite lograr un movimiento pendular de 5 mm con solo 15 Hz. No utilizamos G-Code para programar estos movimientos, sino una tabla de datos. Esta se convierte en comandos de máquina mediante un software especial de FANUC denominado HCC”.

Con la función HCC (High-speed Cycle Cutting), que FANUC proporciona en los controles CNC de las series de gama alta 30i y 31i, es posible lograr rutinas de mecanizado precisas y homogéneas imposibles de conseguir con ningún otro proceso. La estructura básica es sencilla: para mover cada eje, se crea una tabla en la que se programan los movimientos relativos del eje concreto durante un intervalo de tiempo definido (por ejemplo, 1 milisegundo).

Espacio reducido, área de trabajo amplia

El año pasado, Schneeberger introdujo una nueva generación de rectificadoras universales y supercompactas, la NGC. Es adecuada para herramientas estándar, como cortadoras de superficie, radio y perfiles, brocas de alto rendimiento, escariadoras y placas de torneado de perfiles de HSS, carburo y Cermet. Con software, procesos de rectificado y sistemas de fijación diseñados expresamente para afilar herramientas de corte para engranajes, fresas madre, cortadoras para engranajes cónicos y cuchillas de corte. Permiten afilar cuchillas de producción para las industrias del papel, la alimentación o el plástico, o mecanizar piezas en forma de disco gracias a los útiles de fijación especiales con carga automática.

“El mercado demanda máquinas que ocupen el menor espacio posible pero ofrezcan trayectorias transversales comparativamente largas”, explica Hartmut Rühl. “Con la NGC, hemos logrado este equilibrio”. Esta máquina compacta de 5 ejes permite mecanizar completamente herramientas (circunferencia y superficie), con una longitud de corte máxima de 300 mm. La pieza puede tener hasta 300 mm de diámetro y 500 mm de longitud. Aunque tanto la NGC y la NGM Tap se consideran máquinas relativamente pequeñas, Schneeberger las ofrece con cargadores de muelas y paquetes de siete discos.

Transición a una nueva generación de controles

Para todas las máquinas del segmento de gama alta (es decir, también para la NGM Tap y la NGC), Schneeberger utiliza la versión que lleva integrado el PC industrial “Panel i” de los sistemas de control CNC de FANUC serie 31i-B5, idóneos para el mecanizado con 5 ejes. La conexión del ordenador al CNC se lleva a cabo mediante el bus de alta velocidad HSSB. Permite al especialista de rectificado aplicar sus conocimientos y experiencia con el software patentado Quinto en una interfaz personalizada.

En todas las demás máquinas de Schneeberger se ha llevado a cabo también la transición al Model B, la nueva generación de sistemas de control de FANUC. Para aplicaciones más rudimentarias en términos de programación, el anterior CNC Power Mate se ha sustituido por el FANUC 35i-B sin PC. Hartmut Rühl señala que el término “rudimentario” no se refiere a la precisión, sino a los requisitos de programación: “Con estas máquinas, es posible reafilar las fresas madre con calidad sobresaliente. Aunque, se trata de una tarea francamente exigente, solo requiere diez de los veinte parámetros, que se pueden configurar de forma local en la máquina”.

Además, este especialista en sistemas de control indica en qué radica el interés del nuevo CNC 0i-F compacto de FANUC: “Podría ser una alternativa adicional para el segmento de gama más baja de nuestras rectificadoras series que solo tienen algunos ejes y no requieren la capacidad multicanal”. Con el 0i-F, presentado en Europa por primera vez en la AMB 2014, el líder del mercado mundial de CNC desveló su “concepto de fluidez”. En virtud de este principio, todos los sistemas de control CNC de FANUC se construyen de conformidad con un estándar unificado y poseen instrucciones de funcionamiento parecidas. Esto significa que tanto el 31i-B5 como el 0i-F requieren los mismos componentes periféricos (amplificador, E/S, etc.) y se incluyen en la misma carcasa. La única diferencia es el software.

Ahorro gracias a la medición exacta en la máquina

Schneeberger cuenta con otra innovación más que ofrece en todas las series y generaciones de sus máquinas: su propia sonda 3D. Hartmut Rühl aclara el motivo de este avance: “Con el tiempo, las máquinas han ido ganado en rapidez y precisión. Por consiguiente, la sonda integrada debía poseer prestaciones equivalentes. Para ofrecer a nuestros clientes la solución óptima, desarrollamos la sonda 3D que satisface el 100 % de nuestros requisitos”.

En consecuencia, la sonda Schneeberger Zenon se basa en el uso de extensómetros semiconductores (ScSG), una tecnología que ofrece un alto nivel de precisión. El ingeniero de aplicaciones Antonio Grasso, responsable de desarrollo, expone: “También los líderes del mercado en tecnología de medición 3D táctil utilizan método, que nos permite lograr resultados absolutamente comparables”. Se trata de una tecnología de sensores que ofrece un alto grado de repetibilidad que no cambia ni tras varios millones de sondeos. Además, elimina la denominada “variación del desplazamiento” que presentan las sondas cinemáticas.

“Cuando utilizamos la Zenon en nuestras máquinas de motor lineal”, añade Antonio Grasso, “conocidas por la extrema rigidez de su construcción, logramos niveles de precisión que apenas se sobrepasan con una máquina de medición de coordenadas externa. Lo hemos demostrado con mediciones en paralelo. En este momento, logramos una precisión inferior a una micra y estamos en vías de lograr mediciones reproducibles de 0,5 µm”.

Ante todo, la implementación de una sonda integrada de este tipo permite al usuario ahorrar tiempo, porque puede eliminar la necesidad de cambiar la herramienta al pasar de la tarea de medición a la de configuración de la rectificadora. Cada granito de arena es importante, sobre todo en herramientas grandes como las fresas madre o incluso las cortadoras para materiales granulados, que pueden llegar a pesar una tonelada. “Para esto, solo la configuración puede durar hasta 30 minutos”, señala Hartmut Rühl.

Sin embargo, desde el punto de vista de la calidad, la sonda integrada en la máquina no sustituye a la máquina de medición. Por ejemplo, si la configuración no es correcta, no se podría detectar ningún fallo con la sonda integrada. Pero, como Antonio Grasso indica: “No cabe duda de que el usuario se beneficia de la posibilidad de evaluar el proceso de producción y comprobar la obtención de resultados reproducibles. De este modo, probablemente le baste con colocar solo algunas piezas en la máquina de medición para asegurarse de que la precisión es absoluta”.

Función del sistema de control para acelerar el proceso de sondeo

También al desarrollar la nueva sonda, el ingeniero de aplicaciones trabajó en estrecha colaboración con el proveedor de accionamientos y sistemas de control FANUC. Como resultado, se ha acelerado el propio proceso de sondeo. Antes, la sonda debía realizar la trayectoria hasta el componente a velocidad constante. Para ello, debía mantenerse una distancia determinada antes de cada sondeo. La nueva generación de sistemas de control Model B de FANUC ofrece ahora la función de compensación de avance con salto, que permite realizar el sondeo durante la fase de aceleración. “Ahora, logramos la misma precisión en mucho menos tiempo”, resume Grasso. “El resultado es notable, porque el CNC de FANUC es un sistema de control para mecanizado, no para medición. Así pues, lee las posiciones exactas cada milisegundo. Somos pioneros en un ámbito en el que podemos competir, en parte, con las máquinas de medición especializadas”.

La obtención de resultados de medición satisfactorios no se limita a las máquinas lineales Sirius y NGN Tap de Schneeberger. También se han logrado resultados superiores en los ensayos con la NGC. Pero, además, la sonda Zenon presenta compatibilidad retroactiva. Esto significa que, si un usuario desea cambiar la sonda de Schneeberger que tiene, lo puede hacer con toda facilidad mediante una pequeña interfaz.

 

Pioneros en rectificado de herramientas

Fue en 1923 cuando Walter Schneeberger fundó la empresa que lleva su nombre. Dos años más tarde, lanzó al mercado la R1, una máquina de rectificado de herramientas con aplicaciones universales. Siguiendo con su trayectoria de innovaciones técnicas pioneras, la empresa desarrolló y construyó las primeras rectificadoras de perfiles controladas mediante CNC en 1985. Con ello, nacía una nueva era de calidad de las herramientas. En 1990, lanzó el concepto de rectificado de 5 ejes y, en 2003 la primera máquina con accionamientos lineales, la Sirius HPM. En la actualidad, la gama de productos de esta empresa con 170 empleados incluye también las rectificadoras Corvus, Gemini y Norma con CNC, con salidas de hasta 40 kW. Además, con su serie Aries, Schneeberger ofrece una alternativa económica a la tecnología de 5 ejes para reafilado. Además de su sede en Roggwil (Suiza), la empresa tiene filiales en Alemania, Francia, Italia, Estados Unidos y China, así como más de 20 agencias en todo el mundo.