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El elemento virtual se ha convertido en parte integral de la herramienta de corte del mañana

La actual tecnología CNC requiere herramientas digitalizadas

Andrei Petrilin, director técnico de Iscar LTD

21/01/2022
Son ya un escenario común las filas de máquinas-herramienta CNC que comparten su espacio de trabajo con robots industriales que transportan piezas mecanizadas, y están acompañadas por un mínimo número de operadores de máquinas. Representan las plantas y talleres modernos de metalurgia. Las máquinas CNC son el catalizador que creó la ingeniería de datos informáticos progresiva para permitir esta nueva realidad. Además, las máquinas modernas de varios ejes facilitan la producción de formas muy complicadas con configuraciones mínimas. Las capacidades avanzadas de fresado y torneado, combinadas en máquinas multitarea, abren nuevas oportunidades para una planificación de procesos eficaz.

Los innovadores sistemas de corte de metal CNC están justo al borde de una producción de piezas completas de una sola operación: el sueño final de todo fabricante. Un salto cuántico en la tecnología CNC permite la comprensión práctica de métodos de mecanizado que han sido teóricos durante mucho tiempo, como por ejemplo el ‘power skiving’ (mecanizado productivo de engranajes). El progreso en el mundo del control numérico computarizado es impresionante. Ha impactado en las esferas relacionadas como el trabajo, la sujeción de piezas, y el diverso mundo de las herramientas de corte.

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El progreso en la tecnología CNC ha destacado una característica más en el diseño de herramientas que es el componente digital.

Donde estamos y hacia donde vamos

Entonces, ¿cuáles son las expectativas de los fabricantes de máquinas-herramienta y de los fabricantes de las herramientas de corte? ¿Cuáles son los requisitos que deben cumplir las herramientas de corte modernas? ¿Cómo se debe impulsar a los fabricantes de herramientas a la hora de planificar su programa de producción para el futuro próximo? La respuesta es simple… ¡La próxima generación de herramientas debe ser mejor! Para cortar más rápido, para proporcionar una mayor vida útil de la herramienta, para garantizar un mejor acabado de la superficie. Estas son demandas obvias e indudables a las que todo fabricante de herramientas debe enfrentarse para asegurar su futuro. Sin embargo, el progreso en la tecnología CNC ha destacado una característica más en el diseño de herramientas que es el componente digital. Este elemento virtual se ha convertido en parte integral de la herramienta de corte del mañana.

La evolución contemporánea de la fabricación inteligente se basa en tecnologías de red. En una fábrica inteligente, las máquinas CNC funcionan en condiciones de tiempo real y combinan el intercambio de información mutua desde un contexto ambiental que combina el mundo real y el virtual. Los sistemas interactúan con el contexto a través del Internet de las cosas denominado IOT. Por ejemplo, el mundo real muestra la posición de una herramienta de corte y las fuerzas de corte que actúan, mientras que el mundo virtual especifica las trayectorias de la herramienta en 3D durante una operación combinada con la asignación predeterminada de stock de la máquina. Posteriormente, el mundo real y virtual se encuentran en una herramienta de corte donde se complementan de forma natural.

La herramienta digital

Un componente de herramienta digital posee una gran cantidad de información o datos. Sus elementos se componen de modelos 3D y 2D, vida útil estimada de la herramienta, tiempo de corte acumulado, posibles limitaciones como velocidad de rotación máxima, datos de mecanizado óptimos e información esencial adicional. Mañana se cerrará la puerta de una fábrica inteligente para las herramientas sin dichos componentes, por lo que los fabricantes de herramientas de corte han comenzado a prepararse y adaptarse a los cambios. El elemento virtual ahora se centra en el desarrollo de nuevas soluciones y herramientas.

Durante siglos, los dibujos técnicos se consideraron un lenguaje común para definir las características de las herramientas. La ingeniería asistida por computadora (CAE) y los sistemas CNC requieren otro medio para el intercambio de datos. Los esfuerzos cooperativos de especialistas mundiales de diversos campos de la ingeniería y la ciencia han dado como resultado la creación de la norma ISO 13399, que especifica las representaciones informáticas de la información relacionada con las herramientas de corte.

El cumplimiento de este estándar significa que la plataforma del componente digital de la herramienta permanece independiente y los sistemas computarizados pueden utilizar los datos sin problemas. Este nuevo estándar es solo el primer signo. La fábrica inteligente requerirá sistemas de fabricación más inteligentes y herramientas más inteligentes para estos sistemas. La información sobre las propiedades de la herramienta, como el resto del período de vida útil de la herramienta, la identificación de una herramienta específica, las limitaciones del servicio, requiere reglas uniformes para especificar la información y su representación en computadora, como la norma ISO 13399, pero mucho más completa. Estos requerirán la cooperación intensiva de empresas e instituciones gubernamentales.

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El progreso en el mundo del control numérico computarizado ha impactado en las esferas relacionadas como el trabajo, la sujeción de piezas, y el diverso mundo de las herramientas de corte.

¿Qué se exige a las herramientas actuales?

Hoy en día, un cliente de herramientas de corte espera recibir no solo una herramienta como producto físico, sino también un acceso rápido a la información adjunta, como:

  • Las opciones de ensamblaje virtual para controles dimensiónales y de colisión
  • isponer de la configuración óptima de la herramienta,
  • atos claros de mecanizado.
  • Aprender cómo cambiar los parámetros de corte se reflejará en la vida útil de la herramienta.

Esto ya ha forma parte el componente de la herramienta virtual y su importancia solo aumentará.

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La fábrica inteligente requerirá sistemas de fabricación más inteligentes y herramientas más inteligentes para estos sistemas.

Iscar frente al reto

Iscar es muy consciente de la importancia clave de los elementos digitales de las herramientas. Desde hace tiempo los nuevos desarrollos de la compañía se relacionan tanto con las herramientas de corte como con los elementos esenciales de información de estas. Opciones de montaje y ensamblaje de herramientas en formatos 3D y 2D en el catálogo electrónico de Iscar; NEO-ITA, el asesor técnico de herramientas digitales de Iscar; cálculos de ingeniería en línea y Matrix, el dispensador y de herramientas automatizado y su gestión que ya es una parte integral en los talleres de una fábrica inteligente. Estos son solo algunos ejemplos del entorno virtual de la herramienta.

Desde técnicos que trabajan en la planificación de procesos, de ingenieros que diseñan conjuntos de herramientas o preparan la parte de herramientas de un proyecto clave complejo, de programadores de CNC que verifican una trayectoria de herramientas en un entorno CAD / CAM, hasta especialistas en aplicaciones que optimizan las operaciones de mecanizado e incluso gerentes de ventas que ayudan a seleccionar la herramienta más eficaz: todos pueden pasar horas adoptando los datos de herramientas de los fabricantes de herramientas para integrarlos con el software del cliente.

El catálogo electrónico de Iscar proporciona una representación ‘gemela’ digital del conjunto de herramientas según la norma ISO 13399. Esto garantiza la comunicación exitosa entre el soporte de software actual y futuro en una fábrica inteligente digitalizada. El ensamblaje virtual (herramienta plaquitas, soportes, conos, extensiones etc.) garantiza una simulación rápida y confiable de la operación, así como la posible colisión (interferencia) mediante la verificación y la optimización de la trayectoria de la herramienta y el diseño de dispositivos de sujeción. Dado que el método de mecanizado seleccionado afecta a las fuerzas que actúan sobre las piezas de trabajo, y la configuración de la herramienta influye en la forma de los elementos de sujeción, la simulación de la operación mediante el uso del modelo de conjunto de herramientas también puede considerarse un instrumento eficaz para el diseño de plantillas y dispositivos. Además de las opciones de ensamblaje de herramientas virtuales de fresado, taladrado y roscado, Iscar ha introducido recientemente la función de ensamblaje de herramientas de torneado que amplía la gama de servicios digitales de su catálogo electrónico.

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Hoy en día, un cliente de herramientas de corte espera recibir no solo una herramienta como producto físico, sino también un acceso rápido a la información adjunta.

El asesor de herramientas de Iscar, que ayuda a los usuarios a seleccionar la herramienta adecuada, renace ahora bajo la marca Neo-ITA, que cuenta con análisis avanzados basados en inteligencia artificial y una plataforma de Big data. La versión de asesor actualizada utiliza nuevas capacidades como nuevas marcas de máquinas, bibliotecas de materiales, cálculos de mecanizado integrados y la capacidad de exportar archivos tipo P21 como parte integral de las recomendaciones de herramientas.

Otro asistente digital útil es el 4 PRO: una herramienta de recomendación de mecanizado e información de productos en línea que permite acceder a la información de la herramienta y la plaquita. 4PRO escanea el código de barras de la matriz de datos 2D en una herramienta Iscar o inserta una etiqueta de empaque mientras asegura el acceso a los datos necesarios en un taller CNC. Las diversas opciones de 4PRO brindan información geométrica del producto presentada de acuerdo con la norma ISO 13399 y unen plaquitas y herramientas para que coincidan con las velocidades de corte y avances recomendados. 4PRO también une la geometría de la plaquita y su recubrimiento al tipo correcto de metal, lo que permite mejores opciones en las etapas de planificación de un proceso determinado.

En conclusión, las máquinas CNC inteligentes, las tecnologías de red, el intercambio de información en tiempo real y los gemelos virtuales de objetos físicos son los ladrillos necesarios para la fabricación de edificios en la era de la Industria 4.0. La digitalización de las herramientas de corte garantizará que las herramientas se utilicen en entornos de fábricas inteligentes.

Empresas o entidades relacionadas

Iscar Ibérica, S.A.

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