La máquina cortadora multiusos (ironworker) está lista para la producción

Las máquinas cortadoras multiusos pueden hacer más que el punzonado y el cizallamiento ocasionales

April 27, 2012

Desde el inicio de las máquinas cortadoras multiusos hidráulicas, la máquina tradicional venía al menos con tres herramientas principales: un punzón para punzonar agujeros en placa o en ángulo de hierro; una cizalla de barra plana para cizallar placa usualmente hasta de 24 pulgadas (61 cm) de ancho; y una cizalla en ángulo para cizallar ángulo de hierro a lo largo. Muchas máquinas además tenían muescadores integrados para ranurar o mordiscar la placa o ángulo de hierro.

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Figura 1: Esta configuración reemplaza la cizalla en ángulo con un punzón y dado de doblado. Imágenes cortesía de Scotchman Industries.

Desde el inicio de las máquinas cortadoras multiusos hidráulicas, la máquina tradicional venía al menos con tres herramientas principales: un punzón para punzonar agujeros en placa o en ángulo de hierro; una cizalla de barra plana para cizallar placa usualmente hasta de 24 pulgadas (61 cm) de ancho; y una cizalla en ángulo para cizallar ángulo de hierro a lo largo. Muchas máquinas además tenían muescadores integrados para ranurar o mordiscar la placa o ángulo de hierro.

Eso era antes. Los talleres tenían al menos una máquina cortadora multiusos para trabajos en producciones pequeñas o de una sola pieza, y siempre fue un caballito de batalla para el trabajo de mantenimiento. Pero la máquina cortadora multiusos típicamente no era considerada una máquina para producción.

Actualmente, la máquina cortadora multiusos hidráulica de hecho puede aumentar la producción, gracias a dos factores: uno, la máquina puede aceptar varias herramientas especiales diseñadas para partes o para familias de partes; segundo, las máquinas cortadoras multiusos ahora tienen sistemas de posicionamiento y de calibración que dan precisión, repetibilidad y eficiencia a la operación de la máquina cortadora multiusos.

La herramienta correcta

Considere el departamento de doblado de un taller con dos prensas dobladoras grandes, cada una con camas de 8 pies (2.4 m) de largo. El operador de una prensa dobladora dobla paneles laterales grandes para un ensamble de gabinete, mientras que en otra prensa un operador hace doblado a fondo de abrazaderas de 3 pulgadas (7.6 cm) de ancho de calibre delgado que van con ese ensamble. Mientras tanto, al lado esperan piezas en proceso para otro trabajo—una pila de paneles de tamaño medio. Los soldadores y ensambladores corriente abajo tienen todos los componentes requeridos para el subensamble, excepto un componente formado—cuyo estado ahora es el de una pieza en proceso, esperando frente a la prensa que ahora está doblando abrazaderas pequeñas.

Para los no iniciados en la fabricación, esto contribuye a una extraña visión: una solida cama de prensa con un juego de herramientas angostas puestas cerca del centro. Una configuración así puede representar una restricción innecesaria, especialmente si hay una máquina cortadora multiusos ociosa en la esquina. Un aditamento permitiría a una máquina cortadora multiusos doblar esas abraza-deras pequeñas y, en última instancia, superar esa restricción en el departamento de doblado.

Factores del doblado

Este escenario muestra cómo una ope-ración puede adaptarse a las demandas de una aplicación con la máquina correcta. La prensa CNC es una máquina relativamente avanzada y cara, y por lo tanto tiene un costo de operación mayor (tasa de la máquina) que una máquina cortadora multiusos. Hacer doblez de fondo en esas abrazaderas ocupa una máquina que podría estar produciendo sin cesar componentes complejos doblados con aire que requieren la repetibilidad de la cortina y el tope trasero automatizado multiejes de la prensa dobladora.

Esto no quiere decir que la máquina cortadora multiusos hidráulica sea inexacta. La calibración manual en una máquina cortadora multiusos puede actuar como un tope trasero en una prensa dobladora. Pueden instalarse juegos de herramientas de doblado angostas en cualquiera de los extremos de la máquina cortadora multiusos, en la estación de punzonado o de entallado. Pueden instalarse juegos de herramientas de doblado más largas en el centro, donde iría normalmente la cizalla en ángulo de la máquina (vea la Figura 1).

Las máquinas cortadoras multiusos tampoco están limitadas al doblado simple. Considere otra operación que implique una varilla doblada en forma de U angosta con dos ángulos de 90 grados, creando un perno en U. El espacio para la pestaña de retorno sería tan grande que incluso un punzón con un cuello de ganso increíblemente profundo no le daría cabida. Así que para esta aplicación, el operador usa un punzón especial con un centro abierto, el cual da espacio para que la pestaña de retorno retroceda durante el segundo doblez. En esta configuración, hay guías que aseguran que el primero y el segundo doblez estén en el mismo plano (vea la Figura 2).

Una máquina cortadora multiusos con un juego de herramientas de doblado especiales puede destacar en doblado a fondo de un doblez en S o en U—pero como con cualquier máquina de formado, la máquina dobladora multiusos debe tener un tonelaje adecuado para hacer estas formas en un golpe. La máquina dobladora multiusos usualmente ofrece entre 2 y 7 pulgadas (5 y 17.8 cm) de altura de carrera. Considerando el tonelaje, muchas aplicaciones de doblado en una máquina cortadora multiusos usan una apertura de dado en V de 2 pulgadas de ancho para material de 0.25 pulgadas (usando la directriz tradicional de que la apertura del dado sea ocho veces el espesor del material). Ocasionalmente, una máquina cortadora multiusos tendrá una apertura de dado de 4 pulgadas de ancho para doblar placa de 0.375 a 0.5 pulgadas, pero eso normalmente es lo más grueso que una máquina cortadora multiusos manejará al hacer doblado a fondo.

Una máquina cortadora multiusos que dobla con aire puede manejar varios espesores de material. Aun así, los interruptores de límite en la hidráulica que acciona la cortina no son tan precisos como en una prensa dobladora de precisión. Sin embargo, el doblado preciso con aire sigue siendo posible con herramental especial. Por ejemplo, un dado con un tope sólido en la parte inferior permite a la máquina cortadora multiusos descender hasta el punto donde el material es formado, justo como la máquina se asienta en el tope. Esto le permite a la máquina cortadora multiusos hacer dobleces precisos con aire sin depender de un control de carrera preciso.

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Figura 2: Un perno en U es formado con una herramienta especial de doblado en una máquina cortadora multiusos. El punzón para doblado tiene una ventana abierta para que la pestaña de retorno retroceda a través de ésta durante el segundo doblez.

Punzonado y entallado especial

Las herramientas especiales de punzonado y de entallado permiten a una máquina cortadora multiusos cortar geometrías complejas en ángulo de hierro y placa. Por ejemplo, un taller usa un punzón de especialidad para escariar un agujero para cabeza hexagonal en cabezas de perno pretaladradas. No se trata de pernos de 3 centavos que se encuentran en una ferretería local, sino de cabezas de perno especializado que pueden tener más de una pulgada de diámetro. El operador pone la cabeza de perno pretaladrada en un dado diseñado específicamente para la aplicación. El dado sujeta la cabeza de perno en su sitio mientras que la herramienta con forma hexagonal desciende para punzonar el agujero con forma hexa-gonal en la cabeza del perno. El material de desecho es empujado hacia el fondo del agujero pretaladrado. Ésta es la razón de que, en esta aplicación, sea crítico que el punzón no exceda la carrera (vea la Figura 3 y la Figura 4).

Las máquinas cortadoras multiusos pueden manejar tubo, como lo demuestra un taller con una configuración especial para punzonado de tubo. Esta aplicación involucra tubos soldados que hacen una junta en T. Los tubos son preformados para adaptarse a un acoplador, y el diseño requiere que se corte un agujero ovalado del tubo cilíndrico. En la máquina cortadora multiusos, se inserta un tubo en un mandril especial, el cual soporta al tubo y además sirve como el dado. Luego, un punzón desciende para cortar ese agujero ovalado (vea la s).

Otras herramientas especiales inclu-yen punzones en grupo, los cuales pueden cortar patrones complicados en un golpe. El diseño de las herramientas debe considerar la eliminación de sobrantes; un juego de herramientas de punzones en grupo de cuatro agujeros debe asegurar que los cuatro sobrantes puedan dejarse caer eficientemente de la máquina. Estos punzones especiales hacen patrones de agujeros específicos; un punzón de cuatro agujeros hace un patrón de cuatro agujeros en un golpe. Si un operador usara la misma herramienta para hacer sólo dos agujeros, podría aplicar carga lateral y dañar la herramienta.

Precisión de la máquina cortadora multiusos

Qué tan precisa es una máquina cortadora multiusos depende de varios factores. En el punzonado, depende de qué tan bien esté guiada la cortina del punzón, y esto incluye la cantidad de separación entre el dado y el punzón. Algunas máquinas nuevas tienen una separación de 1⁄16 de pulgada, mientras que otras tienen 1⁄32 de pulgada. Mientras mayor sea la separación, mayor será la tolerancia del punzonado.

En muchos casos, los problemas de tolerancia no surgen de la precisión de la geometría del agujero en sí, sino de la posición del agujero. El herramental estándar permite a los trabajadores posicionar con precisión ubicaciones de agujeros comunes, como en las cuatro esquinas de una placa base. Pero más allá del punzón estándar de cuatro esquinas y configuraciones similares, el posicionamiento del agujero ha sido un reto en la máquina cortadora multiusos. Tradicionalmente, los trabajadores punzonaban en el centro o dibujaban las ubicaciones de los agujeros con base en una plantilla, luego intentaban ubicar estos agujeros con la cortina del punzón de la máquina cortadora multiusos, haciendo coincidir los agujeros mediante línea de visión. Éste era un trabajo lento y tedioso.

Los topes programables y las mesas de posicionamiento en X-Y de la actualidad cambian la situación (vea la Figura 6). Considere una placa larga que requiere una serie de agujeros espaciados de manera irregular en una línea, de forma que el lado cerca de cada agujero está a 2, 12, 22 y 24 pulgadas de la orilla de la placa. Un sistema programable puede posicionar con precisión esa placa, mo-viendo 2 pulgadas de la orilla de la placa para punzonar el primer agujero, otras 10 pulgadas para punzonar el segundo, 10 pulgadas de nuevo para el tercer agujero, y luego 2 pulgadas finales para el último agujero.

Para la aplicación correcta, el posicionamiento preciso junto con herramental especial puede ayudar a convertir la máquina cortadora multiusos en una máquina de producción viable. Ésta obviamente no puede igualar la velocidad de máquinas herramienta más caras, pero con frecuencia el tiempo de ciclo de las máquinas individuales no es la limitación.

El tiempo de ciclo de la máquina cortadora multiusos puede ser más lento, pero ¿esto representa un problema? Otra máquina puede ser más productiva, pero toda esa productividad se desperdicia si la máquina sólo apila una enorme montaña de piezas en proceso corriente abajo. En la situación correcta, la humilde máquina cortadora multiusos relativamente barata puede asegurar que los trabajadores co-rriente abajo reciban todas las partes de un subensamble exactamente donde y cuando las necesitan.



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