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El CNC de FANUC es idóneo para la nueva máquina de rectificado interno del fabricante de herramientas suizo Studer. 

Tarea: Hallar el CNC apropiado para la nueva Studer S141, una máquina de rectificado interno universal para elementos de brida y cabezales de hasta 1300 mm de longitud.  

Solución: Basándose en su dilatada relación profesional con FANUC, Studer se decidió por un CNC FANUC 31i-MODEL B. Un factor decisivo en la selección de FANUC fue su fiabilidad demostrada. El 31i-MODEL B presenta un “Panel i” integrado que ejecuta el software de Studer a través de una interfaz de usuario especializada.

Resultado: El CNC de FANUC ofrece numerosas ventajas a Studer, tales como funcionamiento y programación intuitivos, tecnología integrada de calibración y sensores para monitorizar los procesos, un PMC de alta velocidad (PLC integrado), memoria de programa y hasta cinco canales de PMC para ejecutar simultáneamente programas de PMC independientes a la máxima velocidad.

CNC para el futuro

Nueva plataforma en la máquina de rectificado de Studer con el nuevo sistema de control de FANUC

Para la nueva Studer S141, el rectificado interno de piezas de bridas y cabezales de hasta 1300 mm de longitud no supone ningún problema. Esta máquina, presentada en otoño de 2014, representa la vanguardia de una nueva plataforma de máquinas de rectificado interno universal, seguida de varios modelos en otros tamaños en la EMO 2015. Además de diversas funciones nuevas, la S141 incluye el último CNC de FANUC 31i-B, que ofrece numerosas mejoras respecto a su modelo predecesor.

Con la S141, Studer planea hacerse con un nuevo segmento de mercado. La máquina de rectificado interno universal, que estará disponible en otros tamaños en la EMO 2015, es idónea para rectificar piezas largas de hasta 1300 mm, tales como ejes o cajas de cabezales, árboles de rotor o ejes. Aunque los componentes pequeños solo se montan en el mandrino, las piezas largas también se pueden apoyar en un soporte estable.

La S141 totalmente rediseñada resulta impresionante sobre el papel: la longitud máxima de rectificado interno es de 250 mm; la externa, de 150 mm. El diámetro de oscilación por encima de la mesa es de un máximo de 400 mm y las piezas pueden pesar hasta 250 kg. Además, con la S141, la marca Studer ofrece máxima precisión, basada principalmente en la bancada de máquina Granitan® con sus conocidas propiedades de amortiguación y comportamiento térmico ventajoso. Las amplias distancias entre las guías y los carros construidos con una elevada rigidez aportan una gran estabilidad, indispensable para el mecanizado de precisión dinámico. Además, todos los componentes determinantes para la precisión están térmicamente estabilizados.

Las innovaciones de productividad, como el sistema de guías StuderGuide® patentado, dan lugar a un movimiento rápido y de alta precisión de los ejes. Esto se debe, en concreto, a que todos los ejes llevan motores lineales. El revólver de cabezales rectificadores contiene hasta cuatro cabezales (de ellos, un máximo de dos pueden destinarse al rectificado externo). Funciona por accionamiento directo, lo que le confiere una velocidad increíble. Para el rectificado con ejes en paralelo de conos o fresas, la mesa de piezas se puede orientar automáticamente. Sea cual sea la aplicación, Studer posee la estrategia de desbarbado apropiada en un máximo de dos estaciones destinadas a ello. Además, incluye una sonda integrada capaz de determinar la posición longitudinal de manera axial y radial.

CNC: fiabilidad demostrada para el futuro

Por lo que respecta al sistema de control, Studer confía en la tecnología demostrada y en la sólida experiencia que ofrece, como pone de manifiesto Wolfgang Labus, responsable de ingeniería de productos: “Desde 1992, trabajamos en estrecha colaboración con FANUC en el ámbito de la tecnología de controles y accionamientos. En concreto, apreciamos la alta fiabilidad del hardware y el software de FANUC, que es aplicable también a los productos lanzados recientemente. Por este motivo, no hemos dudado en equipar también nuestra nueva S141 con una generación relativamente nueva de FANUC, el sistema de control 31i-MODEL B”.

Al igual que los controles de FANUC que Studer ha utilizado en sus máquinas anteriormente, la versión seleccionada está equipada con el PC industrial “Panel i” integrado de FANUC. En él, se ejecuta el software de Studer con su propia interfaz de usuario. Esta incluye, por ejemplo, StuderPictogramming, una funcionalidad que permite al usuario organizar los ciclos de rectificado individuales; el PC genera el código ISO. El software de medición de los discos de rectificado Quick-Set de Studer reduce los ciclos de desbarbado en hasta un 90 %.

Los programas StuderWIN y StuderSIM desarrollados por Studer son adecuados para diversas aplicaciones de rectificado interno y permiten programar de forma segura todos los ciclos básicos de rectificado, el desbarbado y las mediciones de apoyo de los procesos. Sobre todo, StuderWIN destaca por sus microfunciones, que permiten programar libremente las rutinas de rectificado y desbarbado para optimizar el proceso. Las opciones de software de cálculo de tecnología de rectificado, optimización del desbarbado y rectificado de contornos, roscas y formas mejoran la funcionalidad de la máquina.

Mejoras notables

Durante los últimos años, los avances en software y controles han sido continuos y la S141 se beneficia de ello. Los sistemas de medición, detección de contacto, carga y manipulación están enlazados al sistema de control de FANUC, lo que permite controlarlos directamente desde la interfaz de usuario. Wolfgang Labus lo explica: “FANUC nos da la oportunidad de integrar plenamente en el sistema de control nuestra tecnología de calibración y sensores para monitorizar los procesos, así como los sistemas de equilibrado automático y detección de contacto. Esto permite una programación intuitiva y estandarizada de los diversos sistemas”. La pantalla táctil de 15 pulgadas del FANUC 31i-B también facilita el manejo y la programación intuitivos de la máquina. Todos los elementos de control están organizados de manera práctica, clara y ergonómica. Para poder efectuar la configuración de forma sencilla cerca del proceso de rectificado, Studer ha desarrollado un dispositivo de manejo manual adaptado a los procesos que interacciona perfectamente con el CNC de FANUC.

La S141 destaca, además, por la avanzada tecnología de sus accionamientos con motores lineales en todos los ejes. “Lamentablemente, no son de FANUC”, señala Wolfgang Labus. “Naturalmente, sería ideal que todo fuese de la misma empresa y un grupo de proveedores lo instalara en el armario de interruptores. Pero también demuestra que, en casos excepcionales, FANUC tiene la capacidad de aceptar productos de terceros y pone a disposición del cliente los parámetros técnicos pertinentes para que todos los elementos de accionamiento se puedan integrar a la perfección en el sistema de control”.

Durante el desarrollo de la S141, todavía no había un accionamiento lineal equivalente disponible a través de FANUC. Sin embargo, esto podría cambiar en un futuro próximo, indica Antoine Ferrari, ingeniero comercial de FANUC responsable de Studer: “La serie de motores lineales LiS D1 que acabamos de desarrollar presenta un diseño considerablemente más compacto y, por consiguiente, mayor densidad de rendimiento. El modelo 4500 N, por ejemplo, tiene 50 mm de grosor menos que el modelo anterior”.

Colaboración

Basándose en numerosos años de colaboración, Studer cuenta con importantes conocimientos internos sobre FANUC. Sin embargo, según Wolfgang Labus, para nuevos avances como la S141, los especialistas en controles y accionamientos del centro suizo de FANUC radicado en Biel participan en el proyecto desde el principio. Por lo general, las especificaciones de los accionamientos se desarrollan conjuntamente y se mantienen conversaciones sobre los equipos de control. “Recibimos un apoyo realmente extraordinario”, opina el responsable de ingeniería de productos. “Hace poco, incluso nos han prestado un sistema de control completo para que podamos probar las interfaces y otras especificaciones en el CNC antes de fabricar el prototipo”.

Esto garantiza la sincronización de todas las funciones básicas desde el principio. Cuando una nueva máquina entra en la fase de producción en serie, suele ser necesario realizar adaptaciones (por ejemplo, en las interfaces de manipulación de datos del cliente). Wolfgang Labus concreta: “Cada vez son más los clientes que desean saber qué piezas se pueden rectificar, cuándo y con qué calidad. Desean que los datos de la máquina y las mediciones obtenidas estén documentados. Y esto exige que existan interfaces que lo permitan. Este requisito va a cobrar más importancia en el futuro”.

FANUC está preparado para ello. Con la generación de controles Model B, hay casi una docena de protocolos de interfaz disponibles que permiten al CNC comunicarse con gran cantidad de dispositivos periféricos. Además del Profibus estándar, se ha incluido recientemente también ProfiNET. Además, se admiten FL-Net, EtherNet/IP, Fast Ethernet, MOD-Bus y otros.

Rápido PMC que facilita las instalaciones periféricas

En especial para las instalaciones periféricas, la nueva serie de CNC 3xi-MODEL B ofrece varias ventajas. Su PMC de alta velocidad (un PLC integrado) es tres veces más rápido que el modelo anterior. También la memoria de programa disponible se ha triplicado. Para las tareas de mecanizado sofisticadas, resulta sumamente útil disponer de hasta cinco canales de PMC en el 31i-B, que permiten la ejecución simultánea de programas de PMC independientes a la máxima velocidad.

Los responsables de este aumento drástico del rendimiento son el rápido procesador de PMC y la transferencia de datos entre este último y el CNC, que se acelera gracias a la nueva tecnología de bus. Antoine Ferrari llama la atención sobre el FANUC I/O-Link i, considerablemente más potente que su antecesor. Al ser capaz de transmitir el doble de señales de E/S de PMC por canal, permite conectar 24 grupos en lugar de 16. Entre otras cosas, la mejora ejerce un efecto positivo en la función integrada de seguridad “Dual Check Safety”: basta con un único cable I/O-Link i para transmitir las señales seguras.

El uso de I/O-Link i lleva aparejadas, además, nuevas oportunidades de diagnóstico. Mediante la denominada detección de puntos de error, el usuario puede determinar si una salida digital está defectuosa o interrumpida. En la pantalla del CNC aparece el origen del error, lo que reduce drásticamente el tiempo de diagnóstico. Dentro del mantenimiento preventivo, también resulta interesante la función de detección que permite monitorizar los niveles de resistencia a las fugas. Así, es posible detectar precozmente los fallos inminentes de los motores para que el personal de mantenimiento los sustituya.

Eficiencia energética sistemática

Para corroborar su eficiencia energética, las máquinas Studer no solo llevan la etiqueta “Blue Competence” de la VDMA (la federación alemana de ingeniería), sino también su propia etiqueta BluePlus, que representa seis medidas exhaustivas de reducción del consumo energético de las máquinas. Wolfgang Labus lo explica: “Logramos las mejoras principalmente mediante el uso de nuestro software optimizado, así como con medidas de diseño en el campo del suministro de refrigerantes y en el sistema de extracción. El uso de componentes eléctricos optimizados energéticamente (que FANUC propicia en el campo de la tecnología de controles y accionamientos) forma parte del concepto BluePlus”.

En cuanto al hardware, por ejemplo, el uso de tecnología electrónica de última generación y alto rendimiento permite a FANUC reducir la pérdida de energía de los accionamientos en un 10 % adicional. En lo tocante al software, por ejemplo, una función específica permite al usuario seleccionar el nivel de ahorro de energía. Según cuáles sean los requisitos de mecanizado, el usuario puede elegir entre suministro completo y optimización del uso de energía, lo que suele dar lugar a un mecanizado algo más lento.

Las máquinas S131 y S151 adicionales también estarán equipadas con el CNC de FANUC 31i-B. Pero Wolfgang Labus tiene la vista puesta en otro nuevo CNC de FANUC, el CNC compacto 0i-F: “Se trata de una alternativa adicional para el segmento de gama más baja de varios tipos de nuestras series que solo tienen algunos ejes y no requieren la capacidad multicanal”.

Con el 0i-F, presentado 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 controles CNC de FANUC se construyen de conformidad con un estándar unificado y poseen instrucciones de funcionamiento parecidas. Esto facilita el diseño de las series de máquinas con configuración modular, así como su funcionamiento, mantenimiento y reparación.

Rectificado con la máxima calidad suiza

Fritz Studer AG de Steffisburg, Suiza, tiene aproximadamente 800 empleados. En el seno del grupo United Grinding, integra el área de tecnología de rectificado circular a la que pertenecen también las compañías alemanas Schaudt y Mikrosa. Studer cuenta con más de 100 años de experiencia en el desarrollo y la producción de máquinas de rectificado circular de precisión. Con aproximadamente 22.000 sistemas entregados, se considera a Studer líder tecnológico y del mercado en rectificado universal, externo, interno y no circular. La gama de productos abarca no solo máquinas estándar sino también soluciones de sistemas sofisticadas de rectificado circular de alta precisión para mecanizado de piezas pequeñas y medianas. Studer ofrece asimismo software, integración de sistemas y una amplísima cartera de servicios. Sus clientes incluyen empresas de maquinaria, automoción, ingeniería de herramientas y moldes, sector aeroespacial, tecnología neumática e hidráulica, ingeniería eléctrica y electrónica, relojería y fabricación a medida.

Productos FANUC utilizados