Aumentar la precisión a un precio razonable

Hablar de requisitos de precisión por debajo de unas pocas micras suele significar elevados costes económicos difíciles de justificar en una empresa. Precisamente, Accomat nació como proyecto a mediados de 1998 para mejorar la precisión en la máquina-herramienta sin disparar el coste económico. El objetivo era desarrollar un nuevo enfoque para un sistema de reconocimiento automático y corrección de los errores de posición y desplazamiento.

A: Láser µ-GPS
B: Sensores y actuadores en el eje
C: Sensores y actuadores en la herramienta
Fuente: Proyecto Accomat

El proyecto ACCOMAT ("ACcuracy COntrolled MAchine Tool" - máquina-herramienta con precisión controlada) fue creado por el Ministerio alemán de Educación e Investigación y depende en gran medida del Instituto de Máquina-Herramienta y de la técnica de la Universidad de Karlsruhe (Alemania), además de agrupar a nada menos que 23 socios procedentes del mundo industrial y tecnológico entre los que destacan nombres como Bosch, Siemens o Gildemeister (ver cuadro).

En pocas palabras, Accomat es el desarrollo de máquinas-herramienta con precisión controlada en las que puedan compensarse casi todas las fuentes de error

Accomat ha dado pie a diversos proyectos de investigación y desarrollo (I+D). Por poner un ejemplo, se está estudiando un nuevo sistema de medida por láser basado en el principio del GPS. Con este sistema se pretende obtener información de la posición y orientación de la herramienta y la pieza que se mecaniza. También se trabaja en herramientas inteligentes con sensores y actuadores para medir el desgaste, compensar vibraciones y optimizar el proceso. Para describir todas las posiciones y orientaciones en el espacio de trabajo se requiere cinemática paralela con desplazamientos en los seis grados de libertad. Se están integrando nuevos piezoactuadores para realizar pequeños desplazamientos e inclinaciones en máquinas-herramienta convencionales.

Accomat también ha dado resultados más visibles y concretos. Es el caso de la máquina experimental que ha construido la empresa Cross Hüller (firma americana del grupo aleman Hüller Hille) y que se presentó en la última edición de la feria EMO. La firma americana la define como la máquina que se calibra a sí misma y se debe al esfuerzo de colaboración entre los socios que integran el proyecto Accomat. Se trata aún de un prototipo de una máquina para fresar y taladrar piezas prismáticas. El sistema automático de calibración que se ha utilizado se llama "control de precisión" y aumenta la precisión mediante un enfoque mecatrónico sin necesidad de un control de la temperatura de la máquina y el entorno.

Con este sistema se pretende reducir a la mitad las imprecisiones provocadas por desalineaciones, cambios de temperatura y desgaste de elementos de la máquina.

Las desalineaciones entre el husillo y la bancada se miden usando un interferómetro láser y diodos fotosensibles y se equilibran mediante desplazamientos (offsets) en el sistema de control de la máquina. La máquina de Hüller está equipada con motores lineales, que son los que mueven los ejes X/Y, por lo que es fácil introducir los sensores. Este "salto cuántico" en el diseño de la máquina es la solución para garantizar que la alta rigidez se consiga con una óptima respuesta dinámica en el mínimo espacio. Este desarrollo de principios cinemáticos no-cartesianos se ha visto como la mejor solución para el mercado al que se dirige esta firma. El eje Z de la máquina está conducido por el sistema convencional de los husillos a bolas. Por su parte, el actuador de la mesa rotatoria (eje B) y los 4 piezoactuadores (eje A) compensan desalineaciones rotacionales.

En pocas palabras, Accomat es el desarrollo de máquinas-herramienta con precisión controlada en las que puedan compensarse casi todas las fuentes de error

más información:
www.accomat.de

5) METALUNIVERS Marzo 2002