Eligiendo la mejor opción de servotransferencia

Figura 1: El estilo de transferencia “en el frente y atrás” con frecuencia es la mejor solución para lograr capacidad de la línea de prensa multipropósitos.

Nota del Editor: este artículo está basado en una presentación hecha en FABTECH® 2010 en Atlanta, Ga.

La necesidad de transferir partes estampadas o formadas de una estación de dados a otra en una prensa estampadora no es nueva. Sin embargo, las opciones disponibles actualmente en estilo de montaje y funciones de ope-ración pueden ser algo nuevo para algunas personas en el campo del formado de metales.

Los sistemas actuales de transferencia, particularmente aquéllos que usan servotecnología, brindan la flexibilidad por la que batallan los métodos alternativos. Sistemas mecánicos de transferencia en dado, de leva de movimiento fijo o accionados por engrane funcionaron muchos años para los fabricantes, pero conforme se redujeron los niveles de producción y los trabajos más heterogéneos exigen cambios más frecuentes, las piezas fijas de automatización de prensas no son capaces de cumplir el reto.

En el pasado, si un estampador estaba haciendo un trabajo de transferencia que requería una carrera con paso de 18 pulgadas en el eje X, una sujeción de 4 pulgadas en el eje Y, y una elevación de 2 pulgadas en el eje Z, un sistema de transferencia de movimiento fijo, montado ya sea en el dado, en la prensa o en la cama, sólo podía hacer ese trabajo—o algunos similares a éste. Cualquier otro trabajo hecho en esa configuración requería compromisos, como distancia excesiva entre dados o herramental especial para aceptar los parámetros de movimiento dedicados. Los ejes de transferencia no eran ajustables. Las prensas usadas para dichas operaciones se denominaban prensas de transferencia debido a que se dedicaban por completo a dicha operación, con poca o ninguna oportunidad de usarse para requerimientos sin transferencia, como programación de piezas o trabajo con dados progresivos.

Con la llegada de un mejor alcance y control, se usaron robots y a veces se siguen usando para transferir partes en un dado o prensa, pero para todas las ventajas que tienen en articulación, no son los medios más rápidos de mover las partes de una estación a otra. Adicionalmente, las juntas de robot o herramental especiali-zado de extremo de brazo con frecuencia pueden atravesarse en los espacios confinados típicos del trabajo en dado.

En un marcado contraste, la tecnología de servotransferencia total brinda la flexibilidad y velocidad necesarias para obtener el máximo de un proceso de estampado. Los sistemas son completamente programables para manejar una gama de movimientos, velocidades y tiempos literalmente para cualquier trabajo, y además pueden almacenar múltiples programas para un cambio eficiente. Además pueden actualizarse casi en cualquier tipo de prensa estampadora existente, y típicamente no requieren espacio adicional. Las opciones de montaje y disposición satisfacen necesidades especiales u optimización de los sistemas, con base en los tipos de aplicaciones que un estampador tenga en mente.

El uso de tecnología de servotransferencia total diseñada modularmente puede convertir una prensa estampadora en desuso en un valioso recurso multipropósitos para formación de metales. Por ejemplo, una actualización de servotransferencia puede permitir que la misma prensa se use no sólo para nuevas ope-raciones de transferencia, sino también para operaciones de programación de piezas o trabajo en dados progresivos—simplemente eligiendo que la servotransferencia esté en línea o fuera de línea.

Pero antes de ver esos tipos de aplicaciones más de cerca, es útil entender cuándo tiene más sentido un sistema de transferencia montado en el frente y atrás (vea la Figura 1) o estilo “a través de la ventana” (vea la Figura 2). Los estampadores probablemente estén más fami-liarizados con el sistema de transferencia “a través de la ventana”, pero esto no lo hace necesariamente la mejor opción para todas las aplicaciones.

¿La alimentación de la prensa está montada en la ventana de los montantes de la prensa?

Un sistema de transferencia estilo “a través de la ventana” típicamente requiere que el mecanismo de transferencia esté montado en cada extremo de la prensa, también conocidos como los montantes. Eso plantea un problema para algunos estampadores, particularmente aquéllos que han estado usando exclusiva o predominantemente dados progresivos. Es probable que sus prensas tengan alimentaciones de prensa colocadas en la prensa, en la ventana o cerca de la ventana del montante de la prensa. Esa ubicación de la alimentación de la prensa sin duda interferiría con el montaje de la transferencia, así como con las barras de transferencia y herramientas de dedo usadas para mover partes de un dado a otro.

En estos ejemplos, si el estampador sigue deseando una transferencia “a través de la ventana”, la alimentación de la prensa necesita reubicarse un poco más lejos de la prensa, expandiendo el espacio que ocupa la línea de formado de metal. Desafortunadamente, ése es un lujo que no pueden darse muchos formadores de metal. ¿Y si el estampador tiene un foso de desenrollado en el lugar donde tendría que reubicarse la alimentación de la prensa? ¿Y si la línea está metida entre un pasillo y una pared y no puede alargarse? Por supuesto, cualquiera de estas opciones implicará gastos relacionados con mover el equipo, aun si se cuenta con espacio.

Figura 2: Las transferencias estilo “a través de la ventana” dan un buen acceso a los dados para configuración o manteni-miento.

Ésa es la razón de que el estilo de transferencia “en el frente y atrás”—donde los módulos se montan en el lado frontal y trasero de la prensa en abrazaderas que abarcan los montantes—tenga más sentido. La colocación de los módulos no interfiere con la alimentación de la prensa. Esto permite que la línea de alimentación de la prensa existente permanezca en su sitio para ser usada con la transferencia o con otro trabajo de dados progresivos cuando los módulos de transferencia son movidos fuera de línea.

¿Es importante el ancho del rollo?

Los requerimientos de anchura del rollo para una aplicación dada afectan la elección del estilo de transferencia más que cualquier otro factor.

En un sistema de transferencia “a través de la ventana”, las barras de herra-mental viajan a través de la longitud de la prensa y ocupan una porción de la aber-tura de la ventana del montante. Como resultado, esos dispositivos ocupan espacio en esa abertura; pero esto no acaba aquí.

El tamaño de la barra de herramental va a ser dictado por la dimensión de izquierda a derecha de la prensa. Mientras mayor sea esa dimensión, mayor necesita ser el perfil de barra de herramental de dedo. Tanto el herramental como los dedos ocupan espacio en esa abertura de la ventana del montante. El espacio disponible que queda para el ancho del rollo se reduce mucho, lo cual puede comprometer el rango de capacidad de la prensa y las combinaciones de automatización. El otro factor que debe considerarse es la cantidad de viaje en el eje Y (sujeción).

Una vez más, los módulos de transferencia “en el frente y atrás” no ocupan espacio en la ventana del montante. En este tipo de sistema, las barras de herramental de dedo no afectan este espacio. Éstas no viajan adentro de la abertura de la ventana del montante de la prensa, más bien permanecen en el exterior de la apertura del dado.

Sin embargo, note que incluso un sistema de transferencia “en el frente y atrás” típicamente transfiere la parte que sale de la última estación de dado y la pone en la abertura de la ventana del montante de la prensa para dar cabida a la salida de la parte terminada. Por lo que la anchura máxima de la parte sigue siendo influenciada por factores como el herramental de dedo y el viaje requerido (movimiento de la sujeción) del eje Y.

¿Es fácil o frecuente el acceso al dado requerido?

El acceso al dado en realidad se inclina por un sistema de transferencia “a través de la ventana”. Los mecanismos de accionamiento de transferencia están en ambos extremos de la prensa y están fuera de la trayectoria. Las barras de herramental, las cuales pueden aparecer para obstruir el acceso del dado debido a que se mueven a lo largo de la cama de la prensa, pueden desacoplarse automáticamente de los ensambles de accionamiento de transferencia y sacarse con el dado o con el cabezal.

Los sistemas de transferencia “en el frente y atrás” se colocan al frente o detrás del dado, usualmente en una posición un poco más alta que la línea de paso del dado. El módulo puede moverse y detenerse en su posición totalmente arriba para un acceso básico al dado. Pero cuando se requiere un mejor acceso o acceso adicional, pueden suministrarse bastidores opcionales de montaje de transferencia más largos, que permiten que el módulo de transferencia se desplace lateralmente alejándose de la cama de la prensa, y se detenga en una posición fuera de línea de forma que esté completamente fuera de la trayectoria.

Esta técnica brinda un acceso total al dado, incluso suficiente para que un montacargas levante un dado de la cama de la prensa. El módulo de transferencia “en el frente y atrás” también puede sumi-nistrarse con un esquema de montaje que permite que el módulo se monte de forma que pueda moverse a un lado de forma vertical hacia la corona de la prensa cuando se requiere acceso total al dado.

Más flexibilidad y más opciones de procesos

En la mayoría de los casos, un estampador no sabe exactamente qué aplicaciones futuras le pueden surgir. Por ejemplo, los tamaños de partes pueden volverse más pequeños que lo que podría considerarse ideal para una prensa más grande. En dichas situaciones, un estampador puede sentir que tiene que usar una solución de transferencia tradicional y usar dos prensas para dar cabida al número de estaciones de dado requeridas para producir esa parte pequeña terminada. El costo y el espacio requeridos pueden ser un proble-ma desalentador, que al final de cuentas afecta las ganancias del estampador.

Los módulos de servotransferencia total “a través de la ventana” y modular “en el frente y atrás” pueden operar con líneas duales de producción, duplicando de manera efectiva la productividad en un espacio más pequeño y más eficiente—usando sólo una prensa. Además, debido a que los módulos de servoaccionamiento de transferencia total permiten el control independiente de cada eje, pueden aceptar la producción de partes izquierdas y derechas y, con la adición de barras de dedo especializadas y el herramental correspondiente, cualquier orientación especial o técnica de manejo que pueda requerirse, como medio paso, volteo, u orientación radial. Un arreglo así puede ayudar al estampador con necesidades de equipo para ensamble posterior u otras actividades después del proceso.

El uso de líneas duales es sólo una forma de eliminar la necesidad de una segunda prensa para una aplicación particular. También es posible con una configuración en forma de U en el dado. Por ejemplo, en lugar de requerir una cama de prensa que mide 240 pulgadas (6 metros) para que quepan 20 estaciones de dado—o peor aún, dos prensas con camas de 120 pulgadas (3 metros) y la automatización adicional entre prensas—Un arreglo en U puede aceptar 20 estaciones de dado en una cama de prensa de 120 pulgadas (3 metros). Usar la servotransferencia total “en el frente y atrás” o “a través de la ventana” puede permitir el procesado de 10 estaciones en una línea y 10 estaciones adicionales en una segunda línea, la cual trabaja junto a la otra línea. Esta técnica usa menos equipo y espacio.

¿Cómo ocurre la vuelta en U? Digamos que está puesto un módulo de transferencia “en el frente y atrás”. El ensamble de transferencia en el lado frontal de la prensa usa herramientas de dedo para asir la parte y transferirla de una estación a otra en la primera línea de dados. Al final de esa línea, la parte se desplaza 90 grados de la línea de dados A a la línea de dados B por automatización simple. Las herramientas de dedo en el módulo de transferencia servoaccionado en la parte trasera de la prensa agarran la parte y la transfieren de una estación a otra en la segunda línea de dados, en dirección opuesta a la primera línea. Debido a que los ensambles de transferencia servoaccionados pueden controlarse de forma independiente, cada barra de herramental puede operar de forma diferente a lo largo de su respectivo eje X, en este caso, permitiendo que las barras de transferencia se muevan en direcciones opuestas simultáneamente, La carga de la prensa es ba-lanceada y optimizada, y se hace más trabajo en menos espacio—una proposición siempre atractiva para la manufactura.

En todos los escenarios, incorporar tecnología de servotransferencia en una prensa existente puede ser una alternativa atractiva ante comprar una prensa nueva o más grande. Sólo es cuestión de saber lo que pueden hacer las servotransferencias de la actualidad, y cuál de los diseños disponibles tiene más sentido.