Revista_TOPE_250_LANTEK_Imagen_descatada

Estimaciones de tiempos y costes en máquinas láser / nº 250

Ser capaz de predecir el comportamiento de la producción es un aspecto clave para conseguir pedidos y ejecutarlos tal como se planificaron. Se precisa de una habilidad en la estimación íntimamente ligada con el comportamiento de la máquina que llevará a cabo la producción 

Revista_TOPE_250_LANTEK_1
Imagen cedida por DANOBAT-División Sheet Metal

En una máquina de corte de chapa por láser, los costes asociados a la producción de una pieza son: material, consumibles, electricidad, máquina (incluyendo la amortización), operarios o tiempo de diseño. El coste de material depende de la geometría de la pieza y del precio del material, que es en función del espesor. Al cortarse junto con otras piezas, hay que tener en cuenta otros factores además del peso de la pieza: la chatarra generada por los agujeros y el esqueleto entre las piezas, si se consume toda la chapa o se genera un retal, o la disposición de las piezas dentro de la chapa. Existen varios métodos que permiten aplicar todas estas variables al cálculo del coste de material de una forma precisa.

El resto de los costes se calcularán a partir del tiempo de mecanizado, que se convierte en elemento clave para obtener precisión a la hora de presupuestar, de analizar la eficiencia de la producción y de planificar la producción.

El cálculo de tiempo estimado

En una máquina láser, el cálculo del tiempo estimado depende de factores tecnológicos asociados a la máquina: el tipo y tiempo de encendidos o las velocidades y aceleraciones en rápido y en corte por tipo de elemento geométrico (segmentos, arcos, esquinas).

Por el comportamiento dinámico de las máquinas, no siempre se pueden alcanzar las velocidades deseadas, ya que se ven limitadas por el tiempo de interpolación del CNC y, sobre todo, por las aceleraciones y por el jerk de los ejes de la máquina.

El jerk reduce el stress en los mecanismos de la máquina durante la aceleración y deceleración, que no se realiza de forma abrupta, sino que se efectúa gradualmente.

Las rampas de aceleración y deceleración se dividen en 3 etapas: en la primera se progresa hasta alcanzar la aceleración / deceleración máxima, en la segunda la velocidad varía con una aceleración / deceleración máxima y en la tercera la variación disminuye progresivamente hasta una aceleración / deceleración cero. Este proceso consigue que se alcance la velocidad de corte deseada de una forma progresiva y suave para los ejes.

Estos límites dinámicos producen que los tiempos de corte reales serán superiores respecto a los calculados basados en valores teóricos de velocidad y aceleración, sobre todo en piezas con muchas esquinas o con elementos geométricos muy pequeños. Estas diferencias de tiempos pueden ser muy significativas en máquinas láser con velocidades de corte altas.

Por todo lo expuesto, un algoritmo que pretenda realizar el cálculo de tiempos estimados en una máquina láser de una forma precisa deberá tener en cuenta todos estos factores tecnológicos y dinámicos.

No obstante, desde hace ya varios años, algunas máquinas incorporan mecanismos de detección automática del piercing, esto significa que, frente al método habitual de utilizar un tiempo fijo para cada perforación por material, espesor y calidad, la máquina es capaz de detectar cuándo ha perforado la chapa y comienza el corte en cuanto así lo detecta. Los materiales férricos, al aumentar su temperatura se vuelven más maleables y esto implica que el tiempo de perforación durante el proceso de corte varía, disminuye. Este punto ha sido un gran avance tecnológico y supone una disminución superior al 20% en el tiempo de corte en piezas con muchos agujeros. Sin embargo, supone un gran problema a la hora de realizar una estimación real del tiempo de corte, dado que, factores como la temperatura ambiente, así como la calidad del material influirán en estos tiempos de perforación, dado que hay que recordar que, sin estos dispositivos, los tiempos de perforación son fijos y por lo tanto predecibles, resultando imposible que el cálculo de tiempos sea siempre exacto.

Revista_TOPE_250_LANTEK_2
Imagen cedida por DANOBAT-División Sheet Metal

A pesar de la dificultad, en LANTEK dispone de herramientas para recoger los tiempos reales para así poder compararlos con los estimados. Lantek MES Wos es un ejemplo de ello. Se trata es un software instalado en planta, con el que el operario valida las operaciones ya realizadas y donde se recogen los tiempos reales de máquina, además del número de piezas válidas y defectuosas.

Este feedback, junto con la diferencia del tiempo real con el estimado, sirve para que, en futuros cálculos de tiempos estimados, se pueda configurar el sistema para conseguir que los tiempos estimados se aproximen cada vez más a los reales.

LANTEK
tel. 945 771700
www.lantek.com

 

Deja una respuesta

Your email address will not be published. Fields with * are mandatory.