Sistemas de medición para la supervisión de herramientas

Sistemas para la supervisión de herramientas, máquinas y procesos en máquinas herramienta

Una alta productividad combinada con bajos costes de producción y una alta calidad de las piezas son requisitos imprescindibles para la rentabilidad, la competitividad y la sostenibilidad en la industria del mecanizado. Los requisitos para el mecanizado son extremadamente estrictos en los diferentes sectores industriales y pueden variar mucho en función del proceso de producción o de la pieza.

Retos en el micromecanizado

El micromecanizado en tornos de tipo suizo implica los requisitos de precisión más estrictos en cuanto a la pieza, la máquina y la herramienta. Al mecanizar micropiezas torneadas, como componentes de relojes o componentes médicos como tornillos para huesos, incluso el más mínimo microastillamiento en un rango de tan solo unos pocos µm en el filo de la herramienta puede provocar un aumento de la fuerza de corte y de las vibraciones. Esto, a su vez, puede dar lugar a desplazamientos indeseados de la pieza, así como a irregularidades en la superficie de la misma y, en última instancia, a costes por desechos.

Retos en el mecanizado en bruto

Durante el mecanizado en bruto de piezas con diámetros mayores, el riesgo de desplazamiento de la pieza se reduce significativamente; sin embargo, las fuerzas de corte son mucho mayores. En este caso, el desgaste de la herramienta determina la rentabilidad. Una vez más, la monitorización de la fuerza de corte proporciona información relevante e identifica tendencias que permiten monitorizar indirectamente la eliminación de virutas y la vida útil de la herramienta para aprovechar al máximo su vida útil.

Detección del desgaste de la herramienta y prevención de roturas

Dado que las máquinas actuales suelen funcionar sin personal y durante las 24 horas del día, y que existen múltiples variables que influyen en los procesos de mecanizado, estos deben supervisarse de forma continua. La supervisión de la fuerza de corte ofrece la ventaja de que se lleva a cabo allí donde se produce la acción, por lo que se detectan tanto las anomalías en la herramienta como en la pieza.

La supervisión continua de los procesos de mecanizado, las herramientas de corte y las máquinas herramienta proporciona datos valiosos en tiempo real y sienta las bases para unos procesos de producción predecibles, productivos y reproducibles. Lo ideal es que esta supervisión permita a los usuarios reaccionar inmediatamente ante desviaciones en el proceso: identificando el desgaste de la herramienta en una fase temprana y evitando su rotura, con el fin de evitar por completo consecuencias costosas y que requieren mucho tiempo, como paradas imprevistas de la máquina, daños en las máquinas, pérdida de calidad y desechos.

Realización de procesos de mecanizado autónomos, de alta precisión y competitivos con la máxima fiabilidad del proceso y una larga vida útil de las herramientas, ya sea en tornos suizos, centros de mecanizado monofuncionales o CNC con torretas portaherramientas.

Ventajas de los sistemas de medición de Kistler para la monitorización de herramientas, procesos y máquinas: mayor rentabilidad, sostenibilidad y competitividad

Mejor aprovechamiento de las máquinas (aumento de la eficiencia global del equipo (OEE))
Aprovechamiento óptimo de la vida útil de las herramientas (gracias a la supervisión del estado de las herramientas)
Mayor calidad de las piezas (gracias a la optimización de los parámetros de corte)
Garantía de calidad más eficiente (comparación de lotes de material, separación de desechos durante la producción)
Mayor productividad

Menos paradas inesperadas de las máquinas (gracias a la reducción de las roturas de herramientas)
Menores costes de herramientas
Prevención de daños consecuentes
Menos desechos y menos trabajo posterior
Conservación de recursos escasos (por ejemplo, horas de trabajo, energía, materiales)
Bajos costes de producción y unitarios

Suministramos sistemas de medición específicos para cada aplicación y fáciles de integrar que permiten obtener datos de proceso fiables en operaciones de mecanizado. Estos sistemas sirven de base para supervisar y optimizar sus procesos de mecanizado.

Nuestra solución para la monitorización de herramientas, procesos y máquinas

Como expertos con muchos años de experiencia en tecnología de medición dinámica, ofrecemos soluciones prácticas, personalizadas y sostenibles para una gran variedad de máquinas herramienta y aplicaciones de mecanizado. Nuestros sistemas para la monitorización de herramientas, procesos y máquinas se basan en sensores piezoeléctricos de alta sensibilidad que, integrados en la herramienta o en la estructura de la máquina, permiten medir en tiempo real procesos de mecanizado complejos.

Aproveche nuestra amplia experiencia en aplicaciones. Somos su socio para el mecanizado, desde la modernización de equipos en parques de máquinas existentes hasta el desarrollo colaborativo de un nuevo sistema con tecnología de sensores integrada. Descubra las soluciones específicas para cada aplicación que Kistler ha desarrollado para la industria.

Sistemas para la monitorización de herramientas en el micromecanizado en tornos suizos

Detección del desgaste de herramientas, prevención de roturas

La integración de sensores de fuerza piezoeléctricos de alta sensibilidad directamente en el portaherramientas de los tornos suizos para micromecanizado, cerca del filo de la herramienta, donde la fuerza actuante es mayor, permite una medición indirecta precisa y de alta resolución de las fuerzas de corte durante todo el proceso de mecanizado, desde el desbaste hasta el acabado.

Nuestra solución específica para el micromecanizado se basa en la «unidad lineal» del sistema de cambio rápido del Piezo Tool System (PTS linear), desarrollado en colaboración con Paul Horn GmbH. La inteligente posición de los sensores entre la interfaz de la máquina y la placa base conserva las ventajas del cambio rápido de herramientas. Al mismo tiempo, los sensores pueden supervisar una gran variedad de portaherramientas diferentes.

La medición en tiempo real de fuerzas de corte extremadamente pequeñas en el micromecanizado genera datos críticos y de alta resolución sobre la fuerza de corte. Esto permite captar incluso las variaciones de fuerza y las vibraciones más pequeñas, que pueden indicar desviaciones en el proceso de mecanizado como resultado del desgaste de la herramienta. La medición de la fuerza de corte con el PTS permite a los operadores de la planta intervenir a tiempo (parada de la máquina) antes de que se produzcan daños por desgaste o rotura de la herramienta.

Ventajas de la monitorización de procesos y herramientas en el micromecanizado:

Aprovechamiento óptimo de la vida útil de las herramientas
Mínimo desperdicio gracias a la alta calidad del producto
Creación de una base de datos de alta resolución para parámetros de corte importantes (velocidad de avance, profundidad de corte, velocidad del husillo) para una programación óptima de los tornos CNC

Comparación y monitorización de lotes de material
Separación de piezas defectuosas potenciales
Interrupción del procesamiento posterior de una pieza en caso de anomalías

Unidad lineal PTS con sensores de fuerza integrados

PTS lineal (de Horn) con sensor de fuerza para la supervisión en procesos de torneado de tipo suizo. Disponible para diversas máquinas (Citizen, Star, Tornos, etc.) y sistemas de portaherramientas

Más información

Unidad lineal PTS con sensores de fuerza integrados

PTS lineal (de Horn) con sensor de fuerza para la supervisión en procesos de torneado de tipo suizo. Disponible para diversas máquinas (Citizen, Star, Tornos, etc.) y sistemas de portaherramientas

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Sistemas para la monitorización de herramientas en centros de mecanizado CNC con torretas de herramientas

Detección del desgaste de las herramientas, prevención de roturas

Nuestra solución específica para la supervisión de herramientas en tornos CNC altamente automatizados o tornos multihusillo con sistemas de herramientas giratorias se basa en los portaherramientas Piezo Tool System (PTS) desarrollados por Paul Horn GmbH con un sensor de fuerza piezoeléctrico Kistler integrado. En los sistemas giratorios, un sistema de medición telemétrico (TMS) transmite las señales desde el elemento giratorio de la máquina.

Una amplia gama de sistemas portaherramientas PTS para diversas aplicaciones de torneado permite medir las fuerzas de corte y detectar las variaciones de fuerza más pequeñas que pueden indicar desviaciones en el proceso de mecanizado como consecuencia del desgaste de la herramienta. La medición en tiempo real de la fuerza de corte con el PTS permite intervenir (parada de la máquina) en los procesos de torneado en curso en centros de mecanizado CNC a tiempo, antes de que se produzcan daños como consecuencia del desgaste o la rotura de la herramienta, desde el proceso de desbaste hasta el de acabado.

Ventajas de la supervisión de procesos y herramientas en centros de mecanizado CNC con torretas portaherramientas:

Aprovechamiento óptimo de la vida útil de las herramientas
Creación de una base de datos de alta resolución para parámetros de corte importantes (velocidad de avance, profundidad de corte, velocidad del husillo) para una programación óptima de los tornos CNC

Minimización del tiempo de inactividad de la máquina
Parada de la máquina en caso de desviaciones del proceso
Comparación y supervisión de lotes de material
Separación de piezas defectuosas potenciales

Unidad lineal PTS y sensor de fuerza

Las unidades lineales PTS (Paul Horn GmbH) y nuestro sensor de fuerza están disponibles para diversas máquinas y sistemas de portaherramientas

Unidad lineal PTS y sensor de fuerza

Las unidades lineales PTS (Paul Horn GmbH) y nuestro sensor de fuerza están disponibles para diversas máquinas y sistemas de portaherramientas

Sistemas para la monitorización de herramientas durante el mecanizado en bruto en máquinas CNC con torretas portaherramientas

Detección del desgaste de las herramientas, prevención de roturas

El cambio de herramientas durante el mecanizado en bruto de piezas en máquinas CNC con torretas portaherramientas es un proceso rápido que implica grandes fuerzas de corte. El desgaste de las herramientas es significativo y aumenta el riesgo de rotura. Las fuerzas de corte excesivas dañan el material y pueden provocar deformaciones térmicas, grietas y superficies rugosas, lo que puede causar daños en las herramientas y requerir un reelaborado. Una vez más, la monitorización de las fuerzas de corte es el medio elegido para comprobar el desgaste rápido de las herramientas y evitar su rotura.

Solución rentable de Kistler:

Para ello, integramos un sensor de fuerza piezoeléctrico directamente debajo del perno que fija la carcasa de la torreta al carro, con el fin de medir el momento transferido al perno por las fuerzas de corte. Este sistema es especialmente adecuado para procesos de mecanizado en bruto, en los que las fuerzas de corte son lo suficientemente altas como para ser transferidas dentro de la estructura de la máquina y medidas de forma relativa por el sensor. La precisión de este tipo de medición depende principalmente de la rigidez de la estructura y de la magnitud de las fuerzas de corte. Gracias a la tecnología piezoeléctrica de alta sensibilidad, se pueden registrar incluso los cambios más pequeños en el proceso.

Ventajas de la monitorización de procesos y herramientas en centros de mecanizado CNC con torretas de herramientas mediante la integración de sensores de fuerza piezoeléctricos:

Reducción de los costes de herramientas gracias a la optimización de su vida útil
Menos desechos y mayor calidad y uniformidad de las piezas
Minimización del tiempo de inactividad de la máquina

Sensor de fuerza

Sensores de fuerza con diferentes tamaños y rangos de medición de fuerza para su integración debajo de los elementos de fijación de la máquina

Descubra los sensores de fuerza

Sensores de fuerza

Sensores de fuerza con diferentes tamaños y rangos de medición de fuerza para su integración bajo el perno que fija la carcasa de la torreta al carro

Descubra los sensores de fuerza

Sistemas para la monitorización de máquinas y herramientas en máquinas monofuncionales para torneado, taladrado y fresado

Detección del desgaste de las herramientas, evitando su rotura

Un método para monitorizar el estado de las herramientas en máquinas monofuncionales es la integración de sensores de deformación piezoeléctricos y sensores de fuerza en la estructura de la máquina. Las fuerzas de corte provocan deformaciones en la estructura de la máquina. Dependiendo de la posición y de cómo se transfieren las fuerzas que actúan sobre el punto de mecanizado a la estructura de la máquina, estas deformaciones pueden supervisarse muy bien en términos relativos mediante mediciones altamente dinámicas con sensores piezoeléctricos. Un aumento de las fuerzas de corte provoca una mayor deformación en la estructura de la máquina. Esto, a su vez, nos permite sacar conclusiones sobre el grado de desgaste de la herramienta o sobre anomalías en el proceso de mecanizado. El sistema es fácil de reequipar en sistemas existentes.

Ventajas de la monitorización de máquinas y herramientas en máquinas de un solo uso mediante la integración de sensores de deformación y fuerza:

Ampliación de la vida útil de las herramientas
Minimización del tiempo de inactividad de la máquina
Parada de la máquina en caso de desviaciones del proceso
Comparación y monitorización de lotes de material
Separación de piezas defectuosas potenciales

Sensor de fuerza / sensor de deformación

Sensores de fuerza y sensores de deformación con diferentes tamaños y rangos de medición de fuerza para su integración en o sobre estructuras de máquinas

Descubra los sensores de fuerza

Explore strain sensors

Sensor de fuerza / sensor de deformación

Sensores de fuerza y sensores de deformación con diferentes tamaños y rangos de medición de fuerza para su integración en o sobre estructuras de máquinas

Descubra los sensores de fuerza

Explore strain sensors

Tecnología de medición para la monitorización de herramientas y procesos para fabricantes de máquinas herramienta: colaboración con Kistler

Detección del desgaste de herramientas y prevención de roturas con soluciones de medición integradas de fábrica: valor añadido para los clientes finales

A la hora de adquirir una nueva máquina herramienta para clientes finales, la solución ideal para supervisar el proceso de mecanizado y las propias herramientas suele ser una solución de supervisión totalmente integrada que no requiere trabajos de instalación adicionales y que muestra los datos de medición directamente en el control de la máquina. Muchos fabricantes de máquinas herramienta ya ofrecen soluciones correspondientes que tienden a observar los procesos de mecanizado mediante la supervisión activa de la corriente de los husillos de la máquina.

Este tipo de sistemas son suficientes para una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, cuando se trata de piezas con diámetros extremadamente pequeños y, por lo tanto, con rangos de medición de fuerza muy reducidos, estas soluciones suelen alcanzar sus límites tecnológicos. Como socio experto en desarrollo y tecnología, aquí es donde entramos en juego: con soluciones de medición piezoeléctricas para máquinas herramienta, desde el desarrollo inicial del concepto hasta las pruebas de prototipos y el lanzamiento al mercado.

Ventajas de la colaboración para desarrollar soluciones de monitorización en máquinas herramienta:

Aproveche la experiencia y la competencia central de Kistler en el campo de la tecnología de medición piezoeléctrica
Aproveche una amplia gama de productos de sensores genéricos, amplificadores de carga y posibilidades de integración en máquinas