Una solución para obtener piezas precisas en mínimos tiempos de mecanizado

El mecanizado de una pieza presenta a menudo un conflicto de intereses: Si la pieza debe tener contornos precisos, las operaciones de fresado no pueden ser demasiado rápidas. Por el contrario, si se requieren avances elevados, la precisión del contorno y la definición de la superficie habitualmente sufren.

¿Qué hacer?

Las fábricas modernas se enfrentan constantemente al desafío de lograr precisiones más elevadas con, al mismo tiempo, menores tiempos de mecanizado. Los aumentos de productividad y la presión der costes obligan a los fabricantes de piezas a reducir sus tiempos de ejecución. Los exigentes requerimientos en cuanto a precisión y definición de la superficie deben cumplirse sin trabajos adicionales de repaso, que consumen tiempo.

Podría parecer que este conflicto no tiene solución. Pero aquí es precisamente donde Dynamic Precision entra en juego. Dynamic Precision hace los mecanizados precisos aún más rápidos, y aumenta los ratios de producción. Los operarios de las máquinas no pierden tiempo ni dinero en rechazos innecesarios. Para controles numéricos TNC, se trata de un paquete de funciones opcionales que se complementan de forma idónea entre sí. Estas funciones de regulación mejoran la precisión dinámica de máquinas-herramienta. En una máquina con Dynamic Precision, las operaciones de fresado pueden realizarse de forma más rápida y precisa.

Dynamic Precision permite lograr movimientos altamente dinámicos en mecanizados de 5 ejes.

Las desviaciones dinámicas son desviaciones de posición o angulares transitorias o vibraciones en el centro de la punta de la herramienta (TCP = Tool Center Point). Éstas aumentan cuanto más se incrementa la velocidad en que se ejecuta un programa NC. La regulación del accionamiento no puede normalmente compensar totalmente las desviaciones dinámicas. Esto conduce a un error de seguimiento entre la posición nominal y la real de los ejes de avance. El error de arrastre es una medida de la calidad de la regulación, es decir, qué tan bien traza el control un contorno nominal. Las desviaciones dinámicas cambian a lo largo del tiempo de vida de la máquina, dado que, por ejemplo, las fuerzas de fricción en las guías varían debido al desgaste. Las desviaciones dinámicas también aumentan habitualmente en máquinas con cinemáticas de mesa cuando se atan piezas pesadas.

¿De dónde proceden las desviaciones dinámicas?

Las desviaciones dinámicas son el resultado directo de las propias operaciones de mecanizado. Las fuerzas de mecanizado, es decir, elevadas fuerzas y pares de avance, deforman brevemente partes de la máquina. La herramienta es sometida a continuos procesos de aceleración y frenado. Debido a la inercia de las masas, las posiciones nominal y real de la herramienta dejan de coincidir. Pero incluso el propio tren del accionamiento no es totalmente rígido. Debido a una cierta elasticidad de los componentes pueden aparecer vibraciones. A fin de cumplir los cambios de dirección en mecanizados de trayectorias complejas, los ejes deben ser frenados y acelerados. Cuanto más rápidamente sucede esto, mayor es la sacudida (jerk). La sacudida o jerk es la medida para la duración de la variación de la aceleración. Cuanto mayor es el jerk, más vibra la máquina. Esto conduce a desviaciones dinámicas y, en especial en superficies ligeramente curvas, a visibles sombreados. Hasta ahora esto sólo se podía evitar reduciendo el avance.

¿Cómo actúa Dynamic Precision?

Dynamic Precision reduce las desviaciones dinámicas de una máquina-herramienta. Precisamente a elevados avances y rápidas aceleraciones es donde Dynamic Precision puede mostrar su fuerza compensando las desviaciones que aparecen. Esto permite a los usuarios aprovechar todo el potencial de su máquina herramienta. Mecanizados de test han demostrado que puede mejorarse la precisión incluso incrementando por 2 el jerk. Al mismo tiempo, fue posible reducir el tiempo de fresado hasta en un 15%.

¿Cómo trabaja Dynamic Precision?

Las funciones de regulación Heidenhain compensan las desviaciones, amortiguan las vibraciones y regulan parámetros de máquina en función de la posición actual, la inercia y la velocidad. Esto se realiza sin modificar la mecánica de la máquina. Dynamic Precision mantiene la precisión dependiendo del movimiento y la carga actuales.

Dynamic Precision realiza las operaciones de mecanizado significativamente más rápidas, mejorando al mismo tiempo la precisión. Esto significa que los operarios de las máquinas deben girar el potenciómetro de avance hacia la izquierda con mucha menor frecuencia para reducir el avance. Una precisión elevada es posible también con un veloz mecanizado, no importa lo pesada que sea la pieza.

Dynamic Precision comprende:

• Cross Talk Compensation (CTC): CTC compensa las desviaciones de posición que resultan de la elasticidad entre dos ejes. Con ella puede incrementarse el valor de jerk por 2, y los tiempos de mecanizado pueden reducirse hasta en un 15%.
• Active Vibration Damping (AVD): AVD amortigua activamente las vibraciones. Suprime vibraciones dominantes de baja frecuencia (vibraciones procedentes de la cimentación o de elasticidad en el tren del accionamiento). Para obtener superficies comparables sin AVD sería necesario reducir los valores de jerk hasta por un factor de 3.
• Position Adaptive Control (PAC): PAC regula el avance en función de la posición. PAC modifica parámetros de máquina dependiendo de las posiciones del eje. Con ello se consigue una mejor precisión del contorno a lo largo de todo el recorrido de los ejes de avance.
• Load Adaptive Control (LAC): LAC regula el avance en función de la carga de la máquina. Para ejes lineales, LAC determina la masa actual, y para ejes rotativos determina la inercia. LAC ajusta de forma continua los parámetros del pre-control adaptativo de velocidad a la masa y a la inercia actuales de la pieza. El operario de la máquina no necesita ya determinar por su cuenta la situación de la carga, lo que excluye posibles errores del operario.
• Motion Adaptive Control (MAC): MAC regula el avance en función del movimiento de la máquina. MAC modifica parámetros dependiendo de la velocidad o la aceleración del accionamiento. Esto permite una mayor aceleración máxima durante movimientos en marcha rápida.