Del diseño a la producción

Con cada nuevo diseño, el fabricante aborda la teoría y la práctica por caminos paralelos. Mediante un complejo software de simulación, las ideas iniciales para una nueva bomba se someten primero a una comprobación teórica, y el resultado es un boceto constructivo preliminar en el sistema CAD. Siguiendo estas pautas, se construye un prototipo para realizar las primeras pruebas de funcionamiento.

Basándose en estas condiciones, Speck Pumpen quería instalar una cadena de procesos para optimizar su proceso de desarrollo. El problema del proceso existente se debía a los diferentes sistemas CAD de creación de prototipos y de fabricación y construcción. Esto dificultaba el intercambio de datos entre los sistemas y el trabajo conjunto con datos de diseño idénticos.

El objetivo era, por tanto, utilizar la nueva solución para crear los programas CN directamente a partir de los datos CAD compartidos del boceto constructivo. Para ello, había que introducir un sistema CAD común en el proceso existente y conectarlo al sistema CAM existente de Mastercam. Un postprocesador SINUMERIK adaptado debía generar los programas CN a partir de los datos CAM para producir los primeros modelos funcionales.

Otra preocupación era adaptar la geometría de los componentes de la bomba al proceso de producción sin afectar a su funcionamiento. Las piezas en bruto para las bombas se prefabrican generalmente en un lugar externo, pero requieren una serie de alteraciones mecánicas en la carcasa y el impulsor antes de que la bomba esté finalmente terminada. Estos pasos de trabajo posteriores deben optimizarse ya en el diseño. Por tanto, la preparación de la producción se incluye ya en las primeras fases de desarrollo para evitar obstáculos en la producción posterior y tener en cuenta consideraciones económicas.

El sistema CAD fue instalado y conectado en red por unicam en el diseño y la fabricación. Como sistema de flujo de trabajo y archivo se utilizó un sistema ERP (Enterprise Resource Planning) básico de abas. Esto controla, entre otras cosas, la gestión de versiones y derechos en el proceso. Toda la cadena de procesos fue adaptada por unicam de acuerdo con los requisitos de Speck Pumpen, permitiendo una colaboración fluida del diseño y la fabricación.

Utilizando Mastercam, los programas CN específicos de SINUMERIK se crean utilizando los datos de diseño 3D de SolidWorks. Para el primer uso de la cadena de procesos optimizada, el postprocesador unicam se configuró especialmente en la fresadora de cinco ejes DMU 65 monoBLOCK, equipada con un controlador SINUMERIK 840D sl y la interfaz de usuario SINUMERIK Operate. El experimentado equipo de Mastercam en la planificación de la producción de Speck Pumpen fue capaz de implementar las especificaciones del diseño en programas CN y producir los primeros prototipos en poco tiempo.

En la producción, se pueden utilizar todas las opciones de las máquinas y los controles para un funcionamiento altamente eficiente. Los procesos de producción están totalmente automatizados y no requieren la intervención de ningún operario, con alimentación y transporte posterior entre las unidades de procesamiento, como por ejemplo entre las máquinas de fresado y las de torneado vertical. Los procedimientos automatizados de medición y comprobación garantizan el cumplimiento del alto nivel de calidad.

Los programas para la producción en serie se crean en la operación de planificación con Mastercam o editores de CNC. Sólo en casos individuales se realiza la programación directamente en la máquina. Debido a los muchos años de experiencia, Mastercam fue el sistema CAM especificado para la nueva cadena de procesos.

Durante la ejecución de los programas CN, el estado de procesamiento actual también se almacena en los parámetros R como protección contra los cortes de energía. En caso de una parada, por ejemplo debido a un corte de corriente en la máquina, el programa CN y, por tanto, el procesamiento puede reanudarse de nuevo de forma muy sencilla en el punto de interrupción. Al reiniciar el programa CN, se reconocen los valores almacenados de los parámetros R y el subprograma correspondiente continúa desde el punto de interrupción. De este modo, se evitan en gran medida los daños en la pieza o en la maquinaria.

Además del amplio conjunto de comandos, las diversas opciones de programación son otra razón para utilizar el control SINUMERIK. Una tarea típica en la producción de Speck Pumpen es la perforación de agujeros fuera del eje de rotación. Las paredes de los agujeros son superficies funcionales y deben cumplir con altos estándares en términos de acabado superficial y tolerancias geométricas. Para ello se utilizan fresadoras con mesa giratoria. Para conseguir una alta calidad superficial, tanto la mesa giratoria como la herramienta de perforación deben funcionar a la mayor velocidad posible. Debido al movimiento de contra-rotación de la mesa giratoria y de la herramienta de mandrinar, las dos velocidades se combinan para lograr altas velocidades de corte relativas en la punta de la herramienta.

Dado que las perforaciones se encuentran fuera del eje de rotación de la mesa, la herramienta de perforación debe realizar movimientos compensatorios de los ejes X e Y durante el movimiento de rotación de la mesa para permanecer en el punto central de la perforación. Se ha desarrollado una solución especial para esta aplicación. Mediante tablas de corrección generadas automáticamente, se asignan a las posiciones de los ejes de rotación de la mesa de fresado los valores de corrección en X e Y para realizar los movimientos de compensación durante la ejecución del programa: una solución de programación especial que ha demostrado su eficacia en el uso.

El objetivo del nuevo desarrollo era optimizar técnicamente el sistema de bombeo en términos de flujo y función para que, en combinación con un control inteligente, se pudiera lograr una alta eficiencia con una baja sobrecarga de mantenimiento.

Con la ayuda de la cadena de procesos instalada por unicam y Siemens, se alcanzó plenamente el objetivo fijado. En funcionamiento, la nueva bomba de vacío líquida ahorra hasta un 67% de energía en comparación con los sistemas existentes. Para Speck Pumpen, la inversión en la nueva cadena de procesos ha merecido la pena. Durante la fase de diseño, ahora se pueden construir y probar prototipos muy rápidamente y los resultados se incorporan al diseño. De este modo, ha sido posible seguir desarrollando la nueva generación de bombas BluVac para garantizar una ventaja decisiva frente a sus competidores.