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Por la vía rápida con Tebis

Producción rápida y segura de componentes de alta calidad para deportes de motor

04/05/2017

Tebis forma parte de la iniciativa "Fábrica Digital 4.0", a la que se dedicó un pabellón completo en la feria internacional de mecánica especializada Mecspe 2017 (Parma, Italia). Participó en el área temática sobre fabricación de componentes de alta calidad para deportes de motor, en concreto, en el proceso de mecanizado de un portabuje para vehículos de Fórmula 4.

Es necesario cumplir numerosos requisitos para fabricar componentes precisos y de alta calidad para la Fórmula 4: la herramienta y la máquina herramienta han de ser compatibles y el control numérico debe ser exacto. También hay que aplicar estrategias eficaces de cálculo de sendas y criterios de distribución de puntos correctos, además de realizar el análisis de los datos de mecanizado.

Para optimizar el proceso productivo, el software CAD-CAM debe determinar una senda perfecta capaz de utilizar la maquinaria más moderna con la mayor eficiencia posible. Dentro del contexto de la cadena de fabricación para deportes de motor, el software de Tebis gestionó el mecanizado completo de 3 y 5 ejes del citado portabuje de ergal para un automóvil de Fórmula 4. De este modo, los especialistas pusieron a prueba una amplia gama de funciones CAD y CAM incluidas en la nueva versión 4.0 edición 3. La cadena de fabricación se realizó en colaboración con Heidenhain, Sigma, Sorma y Schunk.

Reparación automática de superficies originales

Un modelo CAD preciso y seguro es el primer paso para fabricar el portabuje con una calidad de fabricación que reduzca al máximo el remecanizado manual. Para obtener este resultado, el software de Tebis calcula las sendas directamente a partir de superficies matemáticas exactas, en lugar de utilizar un modelo aproximado (poliedro). De este modo, la calidad de las superficies CAD se transfiere directamente a los programas CNC.

Para verificar y optimizar el modelo CAD, Tebis ha desarrollado funciones de reparación automática de las superficies originales. Las funciones detectan defectos topológicos, segmentaciones y separaciones y los corrigen en caso necesario. El modelo matemático afecta considerablemente a la estructura de la senda: en el caso de superficies muy segmentadas, aumenta significativamente la cantidad de puntos generada en la programación NC para definir la trayectoria de la senda. Así pues se incrementan los tiempos de cálculo y ejecución de la máquina. El empleo de funciones específicas, que utilizan las modernas tecnologías de las curvas guía estructuradas, ha permitido optimizar la disposición de las sendas respecto a la forma del componente. De este modo se mantiene constante el aumento lateral de las sendas (incremento 3D).

Para obtener la calidad de fabricación prevista, se ha aplicado una distribución de puntos optimizada. Durante el proceso de fresado, la distribución de puntos es uno de los factores que más afecta a la calidad de las sendas. Un estudio específico realizado por Tebis en colaboración con Heidenhain, líder mundial en la producción controles NC, ha revelado que, incluso manteniendo invariables los valores de error cordal, se pueden obtener en la misma máquina resultados de fabricación muy diversos. Para ello, basta con modificar los algoritmos que controlan la distribución de puntos durante la creación de la senda.
Tebis V4.0 R3 ha desarrollado seis criterios distintos de distribución de puntos que pueden seleccionarse en función de los instrumentos disponibles y el nivel de fabricación que desee obtenerse.
Finalmente, la posibilidad de utilizar valores de error cordal milesimales sin que ello afecte a los tiempos de cálculo, y de generar archivos de programa NC de cuatro o cinco cifras decimales potencia las prestaciones de los nuevos controles NC.

Detección y eliminación de colisiones anticipada

El uso de sistemas de sujeción estandarizados y calibrados ha garantizado la máxima precisión en el posicionamiento del tocho y ha favorecido el acceso a las cinco caras. Esto ha permitido optimizar los procesos de trabajo y la secuencia de las operaciones, y también reducir al mínimo el cambio de herramienta.

Teniendo en cuenta las grandes dimensiones de los soportes de sujeción, el simulador cinemático de Tebis ha desempeñado un papel fundamental, ya que, al reproducir virtualmente el entorno real de producción, ha sido posible verificar en la fase preliminar todo el ciclo de mecanizado, optimizar la posición y el equipamiento de la máquina y detectar eventuales problemas de seguridad relativos a colisiones y tope final. La adopción de la solución óptima permite aumentar la eficacia global del proceso productivo y reduce los tiempos de inactividad. Asimismo, disminuye el riesgo de error derivado de las intervenciones manuales del operario de la máquina.

La aplicación de estas tecnologías se traduce en un ciclo de producción fiable y seguro capaz de fabricar componentes fieles al modelo CAD de referencia y de respetar los elevados estándares de precisión y calidad demandados en el sector de los deportes de motor.


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