Actualizaciones para una prensa vieja de un fabricante de autos

La actualización del amortiguador hidráulico modular facilita el mantenimiento, mejora el desempeño

By Ricardo Pereira

August 4, 2009

Las prensas viejas pueden presentar retos, desde el manteni­miento hasta la carencia de partes de repuesto obsoletas y limitaciones en aplicaciones nuevas o complejas. Para procesos de formado de metal que requieren operaciones de embutido profundo o excéntrico, una actualización del amortiguador de cama puede resolver algunos de estos retos.

Amortiguador Antiguo, Tecnología Antigua

Una prensa de transferencia de 4,000 toneladas del fabricante automotriz ori­ginal (OEM) produce partes con embutidos difíciles, como los paneles de las puertas de las camionetas pickup, en la primera estación de 1,600 toneladas.

Los calendarios de producción apretados requieren de un desempeño con­fiable para mantener el paso con los ritmos de ensamble esperados, pero conforme se hizo viejo el amortiguador de embutido original de la antigua prensa de 15 años, la prensa empezó a requerir más tiempo improductivo para mante­nimiento del amortiguador. Se volvió extremadamente difícil para el fabricante original proveer partes de repuesto que ya no eran componentes de anaquel. La compañía no sólo enfrentó problemas en encontrar partes obsoletas para reparaciones, sino también en requeri­mientos de desempeño cruciales en la prensa de embutido.

El fabricante de autos consultó al fa­bricante de prensas Schuler Inc., Canton, Mich., para ver si una actuali­zación de prensa reduciría el tiempo de manteni­miento y mejoraría la producción.

Aunque no había fabricado la prensa, Schuler pudo actualizarla con un amortiguador de cama hidráulico mo­dular. La modularidad del amortiguador lo hace aplicable para la mayoría de las marcas de prensas. La actualización se logró con componentes estándar de anaquel y un diseño simplificado para una solución de problemas más fácil que en los complejos diseños comunes más antiguos de amortiguadores. El nuevo diseño también resultó en una huella más pequeña con amplia accesibilidad.

La Actualización Aprovecha el Servocontrol Digital

El nuevo amortiguador del fabricante original tiene cuatro puntos de control, brindando fuerza de sujeción de pieza precisa para el dado. La fuerza del portapiezas es ajustable para cada esquina. La fuerza máxima de cada cilindro es de 89 toneladas, con una carrera de embutido disponible progra­mable de 2 a 10 pulgadas.

Los cilindros de doble actuación, bloques de control y codificadores son servocontrolados en módulos hidráulicos (vea la Figura 1).

Los datos del dado son programa­bles con un sistema de control con multiprocesador. Los valores de ajuste para cada cilindro se dan como una tabla de posiciones y las fuerzas corres­pondientes a través de la pantalla de control del opera­dor. Se pueden programar hasta 10 puntos de fuerza, y el control efectúa interpolación lineal entre los puntos de fuerza.

Los operadores del fabricante de autos programan una gama de paráme­tros de producción usando una pantalla táctil con funciones go-to y de aprendizaje. Los mensajes del estado del sistema y de falla de componentes disponibles en la pantalla de control los ayudan a simplificar la solución de problemas.

Todos los módulos de cilindro son idénticos, con el fin de simplificar la actualización y facilitar el manteni­miento. El usar los mismos componentes en cada módulo también minimiza el número de partes de repuesto requeridas para el sistema.

Con un diseño de múltiple de bloques, la tubería es mínima (sólo cuatro líneas se conectan a las unidades de cilindro), lo cual reduce la posibilidad de fallas y el tamaño del sistema.

Todo el sistema, incluyendo los gabinetes de control y la unidad hidráulica, se suministró como módulos en ocho patines (vea la Figura 2).

Aprovechando Toda la Funcionalidad

Típicamente, los amortiguadores (vea la Figura 3) convencionales requieren accesorios mecánicos e hidráulicos auxiliares para proveer funciones adicionales como un posición fija de levantamiento, o descenso; el diseño de amortiguador modular no. En un ciclo completo del deslizamiento de la prensa, el amortiguador del dado efectúa varias funciones.

• Preaceleración. Calculado por el control, el amortiguador es acelerado antes de hacer contacto con el dado superior. Esta función está basada en los parámetros de velocidad de la rampa, ángulo del cigüeñal, velocidad de carrera y profundidad de embutido para minimizar el impacto del dado superior contra el portapiezas. El fabricante original ha podido obtener una mejor calidad de las partes y una vida de servicio más larga de los dados, prensa y sistema amortiguador.
• Acumulación de presión. Con base en la fuerza requerida para la aplicación, la fuerza del amortiguador se genera después de que la rampa y el dado superior hacen contacto con el portapiezas.
• Embutido. Las fuerzas del amortiguador se pueden programar indivi­dualmente para cada uno de los cuatro cilindros en toda la carrera de embutido. La fuerza deseada de retención de la pieza puede lograrse usando cualquier patrón deseado de pernos de presión, con fuerza transmitida desde la caja de presión hacia los pernos mediante las fuerzas controladas de los cilindros hidráulicos.
• Descenso en el punto del centro muerto inferior. Al usar dados cargados por resorte, el fabricante original selecciona la función BDC para ayudar a evitar la recuperación elástica hacia arriba y la carrera ascendente en las posiciones de levantamiento e inicio.
• Posición de levantamiento y ca­rrera ascendente. El amortiguador sube la parte a la posición de levantamiento de la transferencia y luego la parte es removida del dado. Luego el amortiguador efectúa una carrera ascendente controlada hasta la posición de inicio para el siguiente ciclo de prensa. Ambas funciones son progra­mables para optimizar la secuencia de movimientos.

En operación por más de un año, el nuevo amortiguador de cama está funcionando bien. El fabricante original logró su meta de reducir reparaciones caras que consumen tiempo mientras que hizo partes complejas y de calidad con esta actualización.