Herramienta software optimizada de Fagor para el diseño óptimo de máquina y proceso / CONFORMADO El modelo analítico ha sido implementado en un software personalizado, con una interface fácil e intuitiva que permite calcular las distintas variables del proceso para una configu- ración de aplanadora determinada de forma prácticamente instantánea. Gracias a la rápida respuesta del programa, la herramienta ha resultado ser muy útil y eficaz ya que permite iterar entre las distintas opciones que ofrece el programa de forma rápida con el fin de encontrar la configuración más óptima. El modelo empleado en el desarrollo de esta herra- mienta de cálculo contempla la caracterización y modelizado del comportamiento de materiales hecho previamente. De este modo, el programa presenta la opción de introducir los datos del material que va a ser procesado mediante el acceso a una base de datos en la que se encuentra toda la información de los materiales caracterizados o mediante la introducción manual de los datos de un material determinado. En el programa cuenta con las siguientes funcionalidades: llos, por lo que la aplanadora debe ser capaz de bascular modelo analítico con los resultados obtenidos en las lo suficiente y tener una configuración de rodillos óptima simulaciones de elementos finitos, se ha desarrollado un para alcanzar el nivel de plastificación requerido. modelo capaz de obtener datos fiables y precisos, con la • Análisisdeuncasoparticular:elusuariodebeintroducirenlainterfacelaconfiguracióndeaplanadoraconlaquevaatrabajar(norodillos,diámetros, distancia entre rodillos, etc.), las propiedades del materiales a tratar (espesor, ancho de banda, límite elástico, etc.) y por último las condiciones de trabajo (velocidad de la línea, % de plastificación alcanzado, etc.). El programa propone cual deben ser la colocación adecuada de los rodillos para obtener el nivel de plastificación deseado (presettings). Además permite calcular distintas variables como: el % plastificación, deformaciones, fuerza, par y potencia (foto 10). • Curvasdecapacidad:Elsoftwarepermitecalcularcurvasdecapacidad,enlasqueelusuariodeberáintroducirloslímitesdeunaaplanadoraparticular (potencia máxima, fuerza total máxima, par máximo por rodillo, etc.). Con esta información, el programa devolverá un gráfico en el que quedan delimitados los materiales (en términos de espesor y límite elástico) que pueden ser procesados con esa aplanadora (foto 11). tacionales capaces de considerar la influencia de las varia- MSC Marc (foto 8) con un modelo de endurecimiento bles del proceso en la calidad final de los componentes y por mixto del material para predecir de forma más correcta lo tanto, que ayuden a la optimización del proceso y de las el comportamiento real de la chapa. Se han simulado instalaciones. En Fagor Arrasate se ha hecho una firme diferentes materiales, de diferentes espesores y con apuesta por estas herramientas de cálculo avanzadas con distintas configuraciones de máquina con el objetivo de el objetivo de optimizar el proceso aplanado. Estas herra- analizar las variables de influencia. El mayor inconve- mientas resultan de gran interés ya que las máquinas apla- niente de este modelo es largo tiempo computacional nadoras convencionales se encuentran en un momento de requerido (foto 8). adaptación y mejora. La tendencia a usar materiales cada • Desarrollodeunmodelosemi-analíticobasadoenfórmu- vez con mayores límites elástico y/o bajos módulos de Young las analíticas que usan la información obtenida del ha obligado a profundizar en estudio de las aplanadoras modelo de elementos finitos. Los modelos analíticos son para así asegurar su correcto funcionamiento ante estos por lo general menos precisos que los modelos de materiales avanzados. elementos finitos ya que estos deben realizar algunas El uso de estos materiales implica los siguientes desafíos: suposiciones para realizar una resolución rápida del • Laschapasrequierenmayorespenetracionesdelosrodi- problema. Sin embargo, mediante la combinación de un • Lafuerzatotalquelaestructuradebesoportaresmucho ventaja añadida de obtener los resultados prácticamente mayor, por lo que se requiere de una máquina robusta y de forma instantánea. resistente • Validación de los modelos en un prototipo experimental. • El par y potencia requerida para procesar estos materia- Dicho prototipo consiste en una aplanadora de tamaño les también aumenta, por lo que se necesitan motores reducido de 13 rodillos de diámetro 45 mm. El prototipo más potentes y componentes más resistentes. ha sido sensorizado para poder contrastar la información A la vista de los cambios que supone el aplanado de estos de los modelos presentados anteriormente con los valo- materiales, el proceso ha sido estudiado mediante modelos res obtenidos en los ensayos experimentales. En particu- de simulación avanzada, con el fin tener un control total del lar se han instalado: proceso de aplanado. Para ello se ha seguido la siguiente • Sensores de par en los rodillos. estrategia de estudio: • Células de carga para medir la fuerza soportada por la • Desarrollo de un modelo de elementos finitos que nos estructura. permite simular con exactitud y precisión el proceso de • Dispositivos de medición del consumo del motor. aplanado y todas sus variables. El programa ha sido • Chapas sensorizadas con galgas extensiométricas para desarrollado mediante el software de elementos finitos medir la deformación que sufre durante el proceso (foto 9)./ / 15 Foto 10. Foto 11.