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Ideas innovadoras convertidas en máquinas innovadoras

Una mesa giratoria CNC de dos ejes de pL Lehman complementa un centro de mecanizado Mazak

Redacción Interempresas16/03/2020
Loesch T-P-L en Darmstadt, Alemania, es una fuente de ideas y un proveedor de los principales fabricantes de maquinaria. En sus instalaciones, las piezas complejas que requieren un alto nivel de conocimientos técnicos se mecanizan con la máxima precisión. Para ello cuentan con un centro de mecanizado vertical Mazak VCN 530C, de alta eficiencia, que, gracias a la adición de una mesa giratoria CNC de dos ejes de pL Lehman, puede mecanizar piezas en cinco lados utilizando cinco ejes.
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La mesa giratoria CNC pL Lehmann T1-510520.RR TOP2 convierte la fresadora vertical de tres ejes Mazak VCN 530C en un centro de mecanizado de cinco ejes para el mecanizado completo de piezas complejas. Foto: pL Lehmann.

En una tranquila zona residencial de Darmstadt tiene su sede una empresa dedicada al mecanizado de alta precisión: Loesch T-P-L mechatronic systems GmbH. Su director general, Michael Loesch, explica: “Somos más que un simple proveedor de servicios de corte de metal. Se nos describe mejor como un socio innovador de varias empresas de renombre, principalmente suministrando ideas, desarrollos y nuestros propios productos”.

Loesch subraya que su empresa relativamente pequeña con una plantilla de diez personas cuenta con casi 70 años de experiencia en el desarrollo y la fabricación de piezas y componentes mecánicos de alta precisión y que también se invierte mucho tiempo y esfuerzo en la innovación. La empresa ha estado participando en varios proyectos de investigación realizados por universidades y asociados importantes de la industria, aplicando los conocimientos adquiridos en los proyectos a productos listos para el mercado.

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La mecanización de las piezas de acero inoxidable se ve facilitada por el contragolpe de sujeción y las altas fuerzas de retención. En el pasado, LOESCH T-P-L necesitaba 25 minutos para mecanizar la pieza que se muestra en la imagen; se necesitaban dispositivos de sujeción especiales para realizar taladros y superficies en ángulo. La misma pieza se sujeta ahora sólo una vez y se mecaniza completamente en diez minutos.

La gama de productos de Loesch cubre tres áreas principales: equipos de prueba para la industria automotriz, en particular componentes específicos para bancos de prueba de motores y sistemas de frenos; dispositivos de manipulación y componentes para polvo de plasma y revestimiento de láser; y equipos de medición y prueba para la industria farmacéutica, cosmética y química. “Nuestros conocimientos en estas áreas son extensos y no sólo los aplicamos a la fabricación de piezas, sino también a sus requerimientos mecatrónicos”, dice el director gerente, añadiendo: “Por supuesto, el corte de metales es una competencia esencial porque todas las piezas complejas e importantes se fabrican en la propia empresa”.

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Gracias al sistema de control Mazatrol SmoothG de Mazak, el centro de mecanizado de tres ejes VCN 530C complementado por la mesa giratoria CNC de pL Lehmann se programa de forma muy rápida y sencilla. La programación en código G ahora sólo se requiere para operaciones de mecanizado específicas.

Mazak domina la producción

La planta baja de la compañía alberga seis máquinas CNC, todas fabricadas por Mazak. “Mantenemos estrechos lazos con este fabricante japonés de máquinas-herramientas desde 1979”, explica Michael Loesch. “En aquel entonces, mi padre, el fundador de nuestra compañía, ordenó el primer torno Mazak. Con el paso de los años se añadieron más tornos y centros de mecanizado, y siempre hemos confiado felizmente en el asesoramiento técnico, la entrega y la atención al cliente de Mazak”.

Naturalmente, la última incorporación al parque de máquinas, un centro de mecanizado vertical de 3 ejes del tipo VCN 530C también fue adquirido a Mazak. Sin embargo, esta unidad se amplió con una combinación de mesa giratoria CNC de pL Lehmann para facilitar el mecanizado en cinco ejes. Loesch T-P-L se decidió por esta configuración por razones de eficiencia en la producción, algo que debe tenerse siempre en cuenta, aunque las estructuras corporativas sean muy planas y eficientes. Utilizando la tecnología de fresado y taladrado en cinco ejes, Michael Loesch se da cuenta de los beneficios para muchas piezas de trabajo de toda la gama de clientes. “En general, todas las piezas pueden ser fabricadas en una máquina de 3 ejes también. Sin embargo, esto requiere dispositivos de sujeción especiales para superficies angulares y taladros, y el mecanizado multilateral siempre requiere la re-sujeción de las piezas en diferentes posiciones. Esto cuesta tiempo y es perjudicial para la precisión. Desde un punto de vista técnico y económico, el mecanizado en 5 ejes no tiene alternativa”.

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Además de la combinación de rotación/inclinación, la mesa de la máquina también cabe en dos mordazas de 125 mm; ideal cuando se cambia del modo de cinco ejes a tres ejes para el mecanizado del sexto lado.

Sin embargo, una máquina originalmente diseñada con 5 ejes no era una opción para Michael Loesch: “Las mesas giratorias montadas sobre balancines suelen ser bastante pequeñas, o habríamos tenido que gastar mucho dinero para un centro de mecanizado correspondientemente más grande”. Tal solución también implica bordes de interferencia que requieren una fijación elevada para la pieza de trabajo o al menos herramientas largas. Ambas reducen la estabilidad, promueven las vibraciones y, en última instancia, reducen la precisión y el rendimiento de la máquina. Además, una solución de 3+2 ejes es menos costosa y ofrece una mayor flexibilidad. “Para nosotros, el Mazak VCN ampliado por la mesa giratoria/inclinable de Lehmann es la solución perfecta. Incluso deja suficiente espacio para acomodar dos mordazas más en la mesa de la máquina, proporcionando así más opciones de sujeción para piezas de trabajo más sencillas o el sexto lado”.

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La mayoría de los agujeros delicados en diferentes ángulos - no hay problema con el Mazak VCN 530C equipado con la mesa giratoria de dos ejes del pL Lehmann.

Con el Mazak VCN 530C, Michael Loesch y su equipo de expertos en corte de metales están convencidos de haber encontrado el centro de mecanizado vertical (de su gama) con la mayor productividad. Los tiempos de ciclo son muy cortos gracias a la alta velocidad de avance (42 m/min), la excelente aceleración/deceleración y los rápidos cambios de herramienta (2,8 s). Las duraderas guías lineales de rodillos garantizan una precisión de mecanizado constante en todos los ejes. La máquina se especificó con un almacén de herramientas de 40x, un husillo de alta velocidad de 18'000 min-1 y un sistema de alta presión Knoll de 70 bar, lo que reduce los tiempos de mecanizado para el taladrado profundo hasta un 90%.

Para el equipo de LOESCH, la mesa de 1300 x 550 mm era de particular importancia ya que puede adaptarse a la mesa rotativa CNC de pL Lehmann y aún así proporcionar suficiente espacio para dos vicios de tamaño 125. Con el apoyo de los especialistas en mesas giratorias de Suiza y del socio alemán de ventas y servicios IVO Oesterle, el equipo seleccionó el modelo de dos ejes T1-510520.RR TOP2. “La calidad suiza nos convenció en la primera presentación. En cuanto al rendimiento y la idoneidad para la digitalización y la Industria 4.0, no consideramos ninguna de las alternativas”. Los datos 3D-CAD de la mesa giratoria CNC se presentaron al equipo de antemano, para que se pudiera elaborar un concepto de espacio de trabajo adecuado en el sistema CAD interno.

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Boquillas de una antorcha de plasma con agujeros angulares en dos ejes con diámetros que van de 1 a 3 mm.

La mesa giratoria de dos ejes de Lehmann T1-510520.RR TOP2 tiene 711 mm de largo, 301 mm de ancho y 250 mm de alto. Sujeta piezas de trabajo de hasta 340 mm de diámetro. “Esto es más que suficiente porque principalmente procesamos piezas de trabajo pequeñas y medianas hasta dimensiones de borde de cubo de unos 150 mm”, explica Michael Loesch. Un sistema general rígido a la torsión era un requisito clave, por lo que se decidió por un rodamiento de contrapeso sujetado. “Además del cobre, el latón, el aluminio y los metales de los cojinetes, a menudo procesamos aceros inoxidables que no pueden ser desbastados sin esta opción”. A este efecto, los pares de apriete de máx. 800 Nm en el 4º eje y hasta 4'000 Nm en el 5º eje fueron una característica convincente.

Además, la precisión es un valor fundamental en LOESCH. La precisión de indexación Pa especificada por pL LEHMANN de +/- 17 arcosegundos y +/- 21 arcosegundos (4º y 5º eje) así como la precisión de repetición media Ps de +/- 2 arcosegundos, correspondientemente, fue verificada por los expertos en corte de metales in situ utilizando un cubo de calibración. El resultado incluso superó las especificaciones.

En la práctica, la alta velocidad de posicionamiento de la mesa giratoria/inclinable es otro gran beneficio. “Si es factible, utilizamos una sola herramienta, por ejemplo, una fresa de bisel, para ejecutar todas las operaciones en secuencia, en lugar de girar e inclinar la pieza de trabajo que cambiar repetidamente la herramienta”.

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La parte inferior de una antorcha de plasma-polvo.

Para Michael Loesch, la programación con el Mazatrol SmoothG es otro punto a destacar: “En el pasado, las máquinas 3+2 sólo podían ser programadas para funcionamiento en 5 ejes usando el Código G, un procedimiento tedioso si las piezas de trabajo son complejas. Ahora, podemos usar el sistema de programación Mazatrol que creo que es muy fácil de usar.” Esto requería una intensa cooperación inicial entre pL Lehmann y los desarrolladores del sistema de control de Mazak, pero el resultado valió la pena. “Ahora puedo programar nuestro VCN 530C con su mesa giratoria de dos ejes como un Mazak Variaxis de cinco ejes. Esto reduce el esfuerzo de programación a una fracción del tiempo.” La productividad aumenta enormemente, particularmente para piezas únicas y de series pequeñas - los lotes de producción en Loesch suelen oscilar entre 20 y 200 piezas. Michael Loesch está muy satisfecho con su inversión: “Gracias al Mazak VCN 530C y a la mesa giratoria de dos ejes de pL Lehmann y a las otras opciones que especificamos, hemos logrado un importante ahorro de tiempo y hemos reducido el esfuerzo necesario para el rectificado, liberando así a nuestros operarios de la máquina para que se ocupen de otras tareas”.

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Una parte de tres ejes que, sin embargo, requiere fresar y perforar por seis lados. Usar una fresadora de tres ejes requeriría seis operaciones de sujeción - y sólo dos cuando se utiliza el Mazak VCN 530C con mesa giratoria de dos ejes de pL Lehmann.

Para sus próximos pasos, el empresario apunta a la automatización. En el futuro, el VCN será alimentado por un autómata de manipulación. La máquina ya está preparada para ello. La mesa giratoria pL Lehmann ofrece canales de medios para facilitar el control remoto de los sistemas de sujeción automática. “La pinza de fuerza de la mesa giratoria ya se controla neumáticamente, y los dos tornillos de la mesa de la máquina se convertirán entonces de operación manual a operación hidroneumática. Esto nos permitirá mecanizar completamente los seis lados sin ninguna intervención manual”, anticipa Michael Loesch. Está seguro de que tal concepto de máquina es el futuro.
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Elemento complejo de un dispositivo de prueba: Consiste en un alto número de piezas fresadas que ahora pueden ser mecanizadas en LOESCH T-P-L en cinco ejes.

Soluciones innovadoras para la industria

Especializada en ingeniería de precisión y sistemas ópticos, Loesch T-P-L Feinwerktechnik fue fundada por G. Adolf Loesch en 1950. El negocio, situado en Darmstadt, está ahora dirigido por su hijo Michael Loesch y cuenta con una plantilla de diez personas, generando una facturación anual de unos 2 millones de euros. Loesch T-P-L (Technische-Problem-Lösungen, del alemán: soluciones que resuelven problemas técnicos) se entiende como un socio de innovación de la industria. Los servicios ofrecidos van desde el suministro de ideas a las tareas de desarrollo, diseño, producción y montaje. A los clientes se les suministran componentes o conjuntos individuales, aprobados por la CE, que se utilizan principalmente en los equipos de medición y ensayo para la industria del automóvil y en la industria farmacéutica y cosmética. Los productos principales son dispositivos y componentes para el revestimiento con plasma-polvo y láser, piezas especiales para la industria química y maquinaria mecatrónica de uso especial.

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Mesa giratoria T1-510520 TOP2 del pL Lehmann.

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