Las prensas dobladoras eléctricas doblan rápido – y con seguridad

Los salvaguardas de las prensas dobladoras totalmente eléctricas de la actualidad ayudan a la productividad

February 16, 2012

Las prensas dobladoras eléctricas aplican el tonelaje y distribuyen la fuerza de forma diferente, y sus sistemas de seguridad pueden estar estrechamente integrados con el control de la prensa dobladora. Una seguridad óptima no necesariamente requiere un sacrificio en el tiempo del ciclo.

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Figura 1: Las prensas dobladoras totalmente eléctricas sacan a la hidráulica de la ecuación.

Por años las prensas dobladoras han tenido una transición gradual de mecánicas a hidráulicas, y, finalmente, a eléctricas. Han entrado al mercado varios tipos de prensas dobladoras totalmente eléctricas, incluyendo máquinas accionadas por tornillo de bola así como prensas dobladoras accionadas por un sistema de poleas. Esta discusión se enfocará en la última. Ciertos sistemas basados en poleas tienen un efecto multiplicador en los tonelajes; algunos modelos ofrecen 330 toneladas de fuerza de doblado.

Mucho se ha dicho sobre la velocidad, la precisión y la comodidad de las máquinas eléctricas. El no tener aceite hidráulico o sellos asociados simplifica el mantenimiento. Los servomotores posicionan la cortina para doblar con aire componentes de manera precisa. Éstas ofrecen operación a alta velocidad, con la cortina descendiendo rápidamente, parando a una posición de velocidad de doblado predeterminada, avanzando lentamente hacia abajo para doblar la pieza de trabajo, y luego moviéndose rápidamente hacia arriba al centro del punto muerto superior (TDC, por sus siglas en inglés).

Sin embargo, lo que no se promovido bastante ha sido la forma en que estas prensas eléctricas distribuyen la fuerza, así como sus características de seguridad (vea la Figura 1). Dentro de las prensas eléctricas, los salvaguardas optoelectrónicos se entrelazan íntimamente con el control, tanto que una cortina de luz o dispositivo similar no tiene efecto en el tiempo del ciclo de doblado. De hecho, en el campo de la prensa dobladora eléctrica, la seguridad no requiere necesariamente un sacrificio en el tiempo del ciclo.

Una alternativa de coronación

En los sistemas hidráulicos, el tonelaje (fuerza hacia abajo) viene de actuadores hidráulicos en cualquiera de los lados de la máquina. Esto significa que conforme baja la cortina, hace contacto con la pieza de trabajo metálica, y encuentra resistencia, la cama de la prensa dobladora se pandea. Esto crea esa bien conocida deflexión a la que usualmente se enfrenta cierto tipo de sistema de coronación.

Sin embargo, en la prensa dobladora eléctrica accionada por poleas los servomotores de CA accionan un sistema de doble polea que se extiende a lo largo de la cortina de la prensa dobladora (vea la Figura 2). El número de pares de bloques de poleas varía dependiendo del tamaño de la máquina y de los requerimientos de potencia. Las bandas se hacen de material reforzado con alambre de 0.12 pulgadas de espesor, recubierto con poliuretano, el mismo que se usa mucho en sistemas elevadores.

Los servomotores de CA en cuatro ejes accionan este sistema de polea doble que equilibra rodillos fijos y flexibles, los cuales se ajustan para distribuir el tonelaje uniformemente. Así que en lugar de la fuerza que viene de dos actuadores hidráulicos en cualquiera de los lados de la prensa, el sistema de accionamiento de polea y banda distribuye la fuerza uniformemente a lo largo de la cortina. La tecnología permite ajuste rápido para asegurar una distribución uniforme de la fuerza en todo el ciclo de doblado.

Por supuesto, esto no evita que el brazo inferior se desvíe del todo. Teóricamente, el brazo inferior podría tener un sistema idéntico de poleas para distribuir la fuerza, pero esto resultaría en una prensa dobladora poco convencional, sin mencionar lo costosa.

Por esta razón, ciertas prensas eléctricas tienen dentro de sus brazos inferiores un sub-bastidor inferior. El material del brazo exterior en sí debe ser rígido para minimizar la deflexión. El sub-bastidor no está diseñado para una dureza máxima sino como un término medio, con la máxima rigidez posible y suficiente dureza. Esto asegura que la estructura del sub-bastidor sea suficientemente flexible para desviarse lo necesario para el valor de tonelaje nominal de la máquina.

Seguridad y productividad

El objetivo general de toda operación de doblado es triple: producir partes de manera precisa, rápida y segura. Tradicionalmente, los diseñadores de máquinas han buscado un equilibrio entre los tres, a veces sacrificando un factor para promover otros. En el campo de la prensa dobladora eléctrica, es un poco más fácil jugar con estos tres factores.

Considere los requerimientos de seguridad, ampliamente especificados en los Estados Unidos por el estándar ANSI B11. Muchos sistemas tienen mejoras de seguridad para el frente, en los lados y detrás de las prensas dobladoras. Algunos incluso han considerado un ajuste de velocidad “alta” y “baja” como un tipo de control de mejoramiento de la seguridad. Históricamente, podrían usarse barreras mecánicas en el frente de la máquina, particularmente en ambientes de producción donde los gerentes de seguridad podrían establecer con exactitud puntos precisos de riesgos de seguridad, debido a que los operadores manejan las mismas partes una y otra vez. Algunos usan confinamientos y dispositivos de retracción que evitan físicamente que los brazos del operador entren en áreas inseguras.

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Figura 2: Las prensas dobladoras eléctricas accionadas por poleas usan un efecto multiplicador para operar con una fuerza de doblado de 330 toneladas o más. Los servomotores de CA accionan un sistema de doble polea que se extiende a lo largo de la cortina de la prensa dobladora.

Las cortinas de luz introdujeron muchas ventajas, incluyendo la flexibilidad, y las guardas láser así como los sistemas basados en cámaras han continuado la tendencia. Los sistemas basados en láser y cámaras viajan con la cortina y trabajan en la parte inferior del herramental.

Los dispositivos de seguridad optoelectrónicos—frecuentemente combinados con salvaguardas mecánicos tradicionales a los lados y detrás del área de trabajo—han resultado ser increíblemente efectivos. Aún así, a través de los años estos dispositivos han requerido un ligero sacrificio en la productividad. Los sistemas de accionamiento en la mayoría de las prensas dobladoras son hidráulicos o hidromecánicos. Los sistemas de seguridad optoelectrónicos le dicen a la máquina que se detenga cuando se interrumpe un rayo o una trayectoria de visión, y la cortina regresa al centro del punto muerto superior. En estos casos, un sistema electrónico tiene que estar conectado con un sistema hidráulico o hidromecánico.

Ciertas prensas dobladoras totalmente eléctricas operan de forma diferente. Las salvaguardas no necesitan estar conectadas con componentes mecánicos o accionados hidráulicamente. Pueden integrarse controles de sistemas de seguridad ópticos directamente en el control de pantalla táctil de la prensa dobladora. En este caso, un dispositivo de seguridad como una cortina de luz esencialmente puede fungir como una especie de “ge-rente de productividad”, porque la salvaguarda puede “ver” obstrucciones dentro del espacio de trabajo y transmitir esta información al CNC (vea la Figura 3).

Considere la configuración de una prensa dobladora eléctrica con una cortina de luz, controlada mediante la interfaz de pantalla táctil de la prensa dobladora. El operador llama un programa e inicia el ciclo de doblado; hace la primera serie de dobleces, y luego quita la pieza de trabajo. A partir de aquí, la cortina de luz detecta que la pieza de trabajo esté libre de obstrucciones y así indica al CNC que ordene a la cortina y al tope trasero que se posicionen para el siguiente paso en la secuencia de doblez, según el programa de doblez.

Este movimiento de cortina y tope trasero entre ciclos de doblez ocurre sin que el operador pise el pedal de pie. La máquina se mueve automáticamente a la posición para el siguiente paso mientras que el operador se concentra en manejar la hoja. Dicha comunicación constante entre la cortina de luz y el controlador es lo que permite a una prensa dobladora completamente resguardada doblar más rápido. (Observe que dichos sistemas deben diseñarse con redundancias de control adecuadas para asegurar la operación segura bajo la peor de las circunstancias, incluyendo paros de energía y eventos similares imprevistos.)

Con un sistema adecuadamente di-señado, un operador puede presionar el pedal de pie para hacer funcionar la máquina, usar la cortina de luz para posicionar la cortina automáticamente, y luego pisar el pedal de pie de nuevo para completar el ciclo de doblez. O, el operador en realidad puede hacer funcionar la máquina entre dobleces usando la cortina de luz. En este caso, pisa una vez el pedal de pie para expresar un inicio de ciclo. Luego, el operador asegura la barrera de luz cuando posiciona la parte, evitando así que la máquina empiece a funcionar. Una vez que sus manos están lejos del área de doblado, la máquina automáticamente empieza a funcionar. Este proceso puede repetirse para todos los dobleces posteriores.

Éstas no son las únicas formas en que las máquinas pueden ser operadas, por supuesto, y un pedal de pie ciertamente puede usarse durante varios puntos en la operación. La máquina puede programar-se para diferentes modos de operación, requerimientos de doblado de partes, y preferencias del operador.

Rápida, precisa y segura

Las prensa dobladoras siguen siendo un cuello de botella en la fabricación de metales. Toma mucho más formar una parte que cortarla, y los operadores de prensa dobladora calificados y con experiencia se están volviendo raros de encontrar. El “arte” de operar una prensa dobladora tradicional – desde ajustar herramientas, programar secuencias de doblez y luego hacer los dobleces de prueba—puede llevarse horas, incluso para personal experimentado. Estos días, la programación fuera de líneas y los ajustes en tiempo real en la prensa permiten configuraciones en minutos, no en horas.

Las prensas dobladoras eléctricas re-presentan la más reciente evolución de la máquina herramienta dobladora. De hecho, muchas máquinas simplemente no pueden operar a menos que los resguardos adecuados estén puestos y sean plenamente funcionales. La tecnología ha hecho que el proceso de doblado no sólo sea más rápido y más preciso, sino también más seguro.n

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Figura 3: Esta prensa dobladora tiene barreras de seguridad duras en cualquiera de los lados así como atrás del espacio de trabajo, junto con una cortina de luz al frente. La cortina de luz del sistema actúa como un dispositivo de seguridad y como una especie de “gerente de productividad”, moviendo la cortina y el tope trasero conforme sea necesario entre dobleces, mientras que detiene la operación si la mano de un operador se acerca demasiado al herramental



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