Automatización flexible de corte por láser y manejo de material

El software ayuda a desechar malos hábitos en el manejo de material

June 24, 2009

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La automatización del proceso de corte por láser se está volviendo una realidad en talleres de todo el mundo. Sin embargo, sin un buen software del anidado, mantenimiento adecuade del equipo, y la tecnología de descarga más reciente, es possible que la automatización no sea capaz de producer los ahorros de mano do obra que espera una operación de fabricación.

laser cutting nesting

¿Con qué frecuencia estima usted que está desechando partes debido a que se formaron al revés o se doblaron con el grupo de herramientas inadecuado? Usted podría estar luchando contra la corriente, al flujo natural de las cosas.

¿Para qué comprar una máquina cara de corte por láser si usted va a perder oportunidades de ganar dinero descargando partes manualmente? Un buen software de anidado, mantenimiento adecuado, y la tecnología de descarga más reciente pueden ayudar a hacer una realidad el corte y la descarga por láser, automatizados.

En el mundo de la fabricación de chapa metálica, el fabricar de manera inteligente con una máquina de corte por láser puede llevarlo a una mayor productividad y flexibilidad y a menores costos de configuración y de herramental—así como a un diseño más rápido y un tiempo de respuesta prototipo.

La versatilidad del láser, ya sea que usted haga una ó 1,000 piezas, lo hace una poderosa herramienta en la altamente competitiva batalla por la participación en el mercado manufacturero, especialmente cuando muchas compañías están a la búsqueda de ahorros en mano de obra y están buscando bienes fabricados provenientes de instalaciones extranjeras. Operar el láser en un ambiente de manufactura esbelta donde los principios justo-a-tiempo (just-in-time) y el flujo de partes de una sola pieza ayudan a minimizar el desperdicio, hace de una operación de fa­bricación un competidor formidable en el mercado mundial.

Un fabricante debe reducir fases sin valor agregado en la manufactura, limitar los costos de producción y maximizar la eficiencia en la producción si se trata de de sobrevivir. Esto puede lograrse no desperdiciando el láser y considerando la automatización de la remoción de partes, pero esto último requiere una discusión más profunda.

No desperdicie el láser. Los láseres emplean velocidades de aceleración impresionantes y control sofisticado de la energía láser para entregar rápidamente partes de calidad. El reto operacional es balancear el tiempo de procesado por láser con la carga y descarga del sistema.

Una escena demasiado familiar es ver el láser ocioso—hambriento—mientras un empleado quita partes del área de descarga y pone la siguiente hoja para reiniciar el corte. Cada momento que el láser está esperando es una oportunidad perdida. El costo asociado con la persecución de la manufactura competitiva sigue aumentando.

Siempre que el láser está ocioso, no es posible el procesado de partes a alta velocidad. La principal ventaja de la máquina de corte por láser se anula. Ésa es la razón de que la meta del corte moderno por láser sea limitar los paros de la producción al tiempo en que se termina una pieza y se empieza la siguiente—el tiempo de producción se detiene después de la última operación en la hoja actual hasta la primera operación en la siguiente hoja.

Considere remoción automatizada de partes, pero no pierda de vista la descarga de partes. El descargar las partes cortadas por láser plantea un interesante conjunto de retos:

El corte por láser es una operación térmica, y conforme el material está siendo procesado, puede haber liberación de esfuerzo, y pueden caer tiras delgadas y largas de desperdicio sobre la hoja, o enroscarse debajo de las partes. Si la región de desperdicios entre las partes se pandea, puede causar que el cabezal del láser "registre"; una altura incorrecta de la superficie del elemento procesado previamente, en lugar de la verdadera dimensión de la parte actual.

Las piezas internas de desperdicio pueden alzarse o quedarse entre rejillas e interferir con la remoción acelerada del material una vez terminado el corte por láser. Levantamientos y franjas de desperdicio son algo común en el corte por láser (vea la Figura 1).

Muescas perimetrales y contornos pueden provocar puntos de unión que pueden interferir con la remoción eficiente de partes.

La automatización puede ayudar a reducir el tiempo de desaprovechamiento al entregar hojas para procesado y remover los nidos procesados. Sin embargo, a menos que los retos listados con anterioridad puedan resolverse o mitigarse, el taller continuará teniendo problemas en lograr un apilamiento uniforme consistente. Si alguno de estos problemas ocurre, los empleados deben descargar y apilar las hojas procesadas de manera oportuna, o las hojas de abajo podrían dañarse conforme los nidos sucesivos se colocan uno sobre otro (vea la Figura 2). Por supuesto, si es necesaria la descarga manual de partes, también deben ser operaciones manuales la identificación de partes, la clasificación de partes y la disposición de desperdicios.

Es Hora de Clasificar Partes Automáticamente

¿Cómo pueden los fabricantes gastar cientos de miles de dólares en equipo para eliminar procesos manuales y luego endilgarle al equipo retrasos manuales? El clasificar partes automáticamente debe ocurrir si el corte por láser se va a incorporar a un ambiente de manufactura esbelta.

El láser tiene la ventaja de poder cortar virtualmente cualquier geometría. Sin embargo, después de terminar el corte por láser, los desechos interiores y exteriores permanecen sobre la mesa de trabajo junto con las partes terminadas. En esencia, lo que usted ve es lo que obtiene.

Compare la manufactura por láser con el punzonado y note cómo se manejan los desechos interiores. Por definición, el proceso de punzonado elimina una porción o todos los desechos interiores. Una vez que una máquina de punzonado termina los hoyos interiores en un nido de partes, el operador del equipo se quedará con una hoja que son porciones cortadas o etiquetadas manualmente, que requieren una secuencia manual de agitar y separar. Las máquinas de combinación punzón/cizalla se desarrollaron para eliminar muchas, si no todas, las operaciones manuales en el proceso de punzonado.

El mayor obstáculo en la eliminación de la separación manual de partes en el procesado por láser es manejar los desechos tanto interiores como exteriores (vea la Figura 3). Ningún otro punto relacionado con automatizar el corte por láser se compara con el reto que plantea el desarrollar un medio eficiente para separar los desechos de las partes terminadas.

El Software Hace una Realidad la Clasificación Limpia

Los desarrollos de software para ayudar a los dispositivos de clasificación pueden conducir a una ventaja espectacular, y pueden resultar en una clasificación de partes automatizada más consistente.

Justo como en una partida de ajedrez cuidadosamente orquestada, cada maniobra calculada debe tener una respuesta detallada y exacta—no sólo anticipar movimientos posteriores, sino también planear las etapas finales de la partida. La fabricación es algo similar.

Es imperativo mantener en mente que muchos de los retos asociados con el manejo de material después del corte por láser pueden no ocurrir en cada nido. Por lo tanto, el software necesita ser capaz de anticipar ciertos problemas, responder efectivamente a cada ocurrencia, y ser suficientemente flexible para atender diferentes escenarios.

Tome, por ejemplo, anidado libre de partes. El anidado libre de partes se refiere a la adición de cortes perimetrales que crean un producto final que puede verse como una "caja", o que ayudan a deducir puntas o muescas dentro de las regiones de desecho de los bordes. El software de clasificación no debe dificultar la capacidad de anidado para rotar partes y optimizar la utilización de hojas.

Los Enfoques de Anidamiento También Influyen

Si un dispositivo de descarga es capaz de rotar la parte liberada de la hoja y apilar la pieza de manera rutinaria, esto ayuda a crear anidamiento óptimo con descarga óptima. Acople esa característica con descargadores de cabezal dual, y los fabricantes pueden tener dos ciclos de levantamiento con un paso, optimizando de manera efectiva ciclos de descarga y aumentando las posibilidades de ba­lancear el corte por láser con el rendimiento de la descarga.

Los dispositivos de descarga con cabezal dual también dan una ventaja con partes grandes. Los dos cabezales trabajan juntos para levantar piezas grandes y quitarlas de manera consistente.

En el caso de corte de partes muy pequeñas, puede producirse un grupo o racimo de partes. Las partes pequeñas se doblan en una pieza en tosco y se descargan en un ciclo, para acelerar la separación manual más adelante. Los racimos de partes pequeñas también pueden po­nerse en pareja con una parte más grande o colocarse en una ventana para desperdicios más grande para ayudar a optimizar la utilización de la hoja.

Los pares anidados con frecuencia son partes con numerosos hoyos o partes demasiado angostas para descargarse solas. Las partes pueden tener un "compañero"; piezas en las especificaciones de material y de espesor que permiten a las partes ser etiquetadas juntas y descargadas como una. El software puede indicar correctamente el contador de partes para cantidades actua­lizadas de facturación en tiempo real.

El corte con línea común es una ventaja obvia cuando se clasifican partes de una máquina de corte por láser. Este proceso implica un desperdicio mínimo. Los factores críticos en el corte con línea común son la secuenciación de los cortes en la línea común compartida por las partes y la capacidad del software para implementar o abandonar el enfoque de línea común conforme lo requiera la aplicación.

Finalmente, cuando sea permisible, es posible la destrucción total del esqueleto, que deja la mesa de descarga libre de desechos y llena de partes cortadas por láser. En estos casos, la inteligencia del software para destruir los desperdicios interiores y el esqueleto exterior realmente coloca la descarga automática de partes como una herramienta esencial en toda operación esbelta de corte por láser.

Finalmente, ¿cuál es el mejor escenario para el corte por láser y la clasificación automatizada? Un fabricante corta partes en tosco al tamaño y confía en el software de anidamiento que lleva a cabo el corte con línea común. Sin embargo, esto no es la realidad. Es por eso que tan sofisticado software debe evolucionar para que la clasificación de partes cortadas por láser sea automática y sea una realidad práctica.



Elizabeth Kautzmann


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