Estrategias para el uso de herramental de la prensa dobladora: ir con el flujo

Estrategias de doblado en etapas para talleres con una elevada mezcla de productos

April 27, 2012

Los talleres viven y mueren por su capacidad de maximizar la producción. Necesitan ser suficientemente hábiles para satisfacer las cambiantes necesidades de los clientes. La eficiencia lo es todo; mientras menos piezas en proceso haya, mejor. Todo cuello de botella o configuración adicional durante las operaciones de doblado puede afectar el flujo de partes, prolongar los plazos de entrega y hasta reducir la calidad.

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Figura 1: Un operador usa doblado en etapas para hacer una parte pequeña y compleja. Se usan varias herramientas, incluyendo un juego de dados de aplanado, todas en una sola configuración.

Los talleres viven y mueren por su capacidad de maximizar la producción. Necesitan ser suficientemente hábiles para satisfacer las cambiantes necesidades de los clientes. La eficiencia lo es todo; mientras menos piezas en proceso haya, mejor. Todo cuello de botella o configuración adicional durante las operaciones de doblado puede afectar el flujo de partes, prolongar los plazos de entrega y hasta reducir la calidad.

Afortunadamente, los avances signi-ficativos en la tecnología de herramental y en el software para manufactura asistida por computadora (CAM, por sus siglas en inglés) han hecho más fácil y más asequible para los talleres aumentar la eficiencia y la productividad sin sacrificar la calidad. El doblado en etapas combinado con programación fuera de línea ofrece estrategias para reducir el tiempo improductivo, mejorando el flujo de partes y controlando los costos.

Doblado tradicional contra doblado en etapas

En talleres con alta mezcla de productos, lo único seguro es que no hay nada seguro. Estos fabricantes no tienen forma de saber cuál será el próximo trabajo o qué herramental requerirán, por lo que deben tener disponible en todo momento el herramental más flexible de prensa dobladora.

Muchos tratarán de doblar con aire lo más que puedan, porque esto permite una mayor versatilidad en una gama de espesores de material. Esto les permite mantener un inventario menor para manejar diferentes operaciones. Pero debido a que no tienen mucho control sobre qué planos o partes solicitarán sus clientes, el doblado con aire solo no es suficiente. Los talleres usualmente necesitan doblar a fondo con algunas herramientas en juegos por pares. Algunas partes pueden requerir incluso doblado en V de alto tonelaje para formar radios internos estrechos.

Considere una caja de computadora con una tolerancia estricta. Esto requie-re más que simples dobleces a 90 grados para las esquinas de la caja. El fabricante que puede producir una caja que acepte más componentes—más chips, más ventiladores y más memoria—ganará el trabajo. Todos estos componentes requieren varias rendijas de ventilación, pestañas, dobleces en S, guías para tarjetas y otras formas complejas. Los dobleces en S y las pestañas con frecuencia deben doblarse y luego aplanarse.

Las prácticas tradicionales de doblado requieren una configuración por separado para cada una de las formas. Del principio a fin, el proceso de doblado puede requerir hasta cinco configuraciones diferentes de prensa dobladora. Alternativamente, el trabajo podría hacerse con máquinas múltiples: un operador hace la primera serie de dobleces con un juego de herramientas, y luego pasa la parte a un operador adyacente para que haga la siguiente serie en otra prensa dobladora. Ambos arreglos tienen ventajas y desventajas. El último ocupa varios ope-radores y máquinas; el primero requiere que el operador configure repetidamente la máquina.

El doblado en etapas, por otro lado, permite a los operadores de la prensa dobladora hacer dobleces múltiples con una sola configuración (vea la Figura 1). Diferentes herramientas se configuran próximas entre sí a lo largo de la cama de la prensa, lo que permite que se hagan dobleces múltiples en sucesión en una sola parte. Esto simplifica trabajos complejos de pocas piezas eliminando tareas improductivas y repetitivas, lo que reduce significativamente el tiempo de configuración, el manejo de partes y las partes en proceso (WIP, por sus siglas en inglés).

El doblado en etapas requiere que las herramientas de la prensa dobladora tengan una altura de cierre común para evitar colisiones. Los primeros que adoptaron la práctica hacían esto usando una serie de calzas y elevadores para crear esa altura común de cierre. Sin embargo, este método se llevaba mucho tiempo y era caro. Así que, aun cuando estos primeros intentos de doblado en etapas reducían el tiempo de configuración, eran muy inflexibles.

Ahora, los proveedores ofrecen he-rramental para prensa dobladora que tiene alturas comunes de cierre integradas en el diseño, una característica que permite a los operadores arreglar herramientas múltiples en una sola configuración sin procedimientos de ajuste que se llevan mucho tiempo (vea la Figura 2). Eliminando tareas innecesarias y con frecuencia repetitivas, el doblado en etapas con herramental con altura común de cierre acelera los procesos en todo el taller y hace más flexibles los inventarios de herramental.

Programación fuera de línea

No hay cosa peor para el flujo de partes que tener un trabajo que se punzona o corta con láser y que se manda a la prensa dobladora sólo para descubrir que la parte no puede formarse debido a que el taller no tiene las herramientas correctas. Esto afecta dramáticamente la producción. Una pila de partes permanece en el estante mientras los operadores determinan qué herramienta se necesita, la ordenan al fabricante de herramientas, esperan a que llegue, configuran el trabajo de nuevo, sacan la parte del estante, y finalmente la doblan y la mandan. Esto aumenta las partes en proceso y crea ineficiencias que en buena parte son evitables con programación fuera de línea y simulaciones de doblez.

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Figura 2: El herramental con alturas comunes de cierre simplifica el doblado en etapas eliminando la necesidad de calzas y elevadores.

El software CAM proporciona programación CNC de prensas dobladoras, permitiendo a los fabricantes programar sus prensas dobladoras fuera de línea así además de que proporcionan simulación completa de modelos en 3-D del proceso de doblado. Puede usarse software de terceras partes con múltiples tipos de prensas dobladoras y muchos estilos de herramental. Éste está programado para reconocer las características de cada una y ayudar con la selección tanto de la máquina como de las herramientas.

El software revisa el inventario de herramental del taller y selecciona automáticamente las herramientas que formarán mejor un componente con una sola configuración de máquina. Además, determina qué herramientas usar y dónde necesitan ir en la prensa dobladora.

El CAM también da al ingeniero o al programador alguna realimentación temprana. ¿Esta parte puede formarse en una configuración de doblado en etapas, o se requieren configuraciones múltiples? ¿Qué prensas dobladoras estarán disponibles, y cuáles serán las más efi-cientes para el trabajo? ¿El trabajo podría hacerse en una configuración de doblado en etapas con una cama más larga? ¿Habrá problemas de interferencia con ciertas secuencias de cama o arreglos de herramental? ¿Estarán disponibles todas las herramientas? El software responde estas y otras preguntas antes de que el trabajo se mande a producción.

El doblado en etapas busca hacer más eficiente el proceso para el flujo óptimo de partes, haciendo la mayor cantidad posible de dobleces con el menor número de configuraciones de herramienta. Esto también significa arreglar las he-rramientas para la secuencia de doblez más eficiente y adecuada para el operador. Por ejemplo, digamos que el primer doblez requiere un juego de herramientas en el extremo izquierdo, el siguiente doblez un juego de herramientas en el extremo derecho, y el siguiente doblez otro juego de herramientas más a la mitad. Un movimiento repetido de un lado a otro no es muy eficiente. Obviamente, el operador preferiría una secuencia de doblez que use herramientas alineadas para que pueda moverse simplemente de izquierda a derecha para hacer los dobleces—y el software ayuda a que esto suceda.

Los programadores y los operado-res pueden identificar el herramental preferido para materiales y radios de doblez específicos, por lo que esas he-rramientas pueden llevarse de un trabajo al siguiente siempre que sea posible. El software además permite que operaciones avanzadas de formado se combinen en una sola configuración con doblado en V o doblado con aire. Un operador puede configurar varios juegos de punzón y dado a 30 y 90 grados cerca de un juego de dados de especialidad que puede do-blar a fondo el metal. Por ejemplo, el operador podría doblar con aire varias pestañas y luego formar inmediatamente un borde de seguridad con un juego de dados de dobladillo—todo en una configuración.

Planeación inteligente de la producción

Que algo se pueda diseñar o dibujar no significa que se pueda fabricar a partir de una hoja. Es clave determinar si una parte puede formarse antes de mandar el trabajo a manufactura.

Los operadores de prensa dobladora quieren saber si el diseño de la parte pue-de formase y, de ser así, si ellos cuentan con las herramientas adecuadas. Después de que los técnicos programan el proce-dimiento de doblado en etapas fuera de línea, pueden mandar información detallada al operador de la prensa dobladora, quien ve imágenes en 3-D del herramental, en el controlador de la máquina o en una PC adyacente. Entonces, el operador puede simular el procedimiento de formado, acercarlo, y rotar vistas para asegurar que todas las variables del proceso—secuencia de doblado, separaciones, colocación de herramientas, etc.—creen un procedimiento de doblado eficiente.

Todo esto ocurre fuera de línea. Cuando un trabajo llega a la prensa dobla-dora, el operador sabe exactamente qué herramental se necesita, cómo debe configurarse en la prensa dobladora, así como la secuencia de doblado ideal para un flujo de partes óptimo. Software CAM, simulaciones de doblado en 3-D, y herramental de prensa dobladora, trabajan juntos para hacer esto posible.



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