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Optimización de servoprensas

8 mayo, 2015

La tecnología de accionamiento de una prensa mecánica por medio de motores de posicionado de control numérico y alto par, denominadas Servoprensas, camina dando pasos firmes en su implantación en el mundo de la deformación en frío de materiales laminados.
Las principales ventajas que hemos ido describiendo a lo largo de los últimos años son tres, todas de una importancia similar y notable:
1. En primer lugar encontramos la calidad de las piezas obtenidas en el proceso de deformación, gracias a la posibilidad de programar una velocidad reducida según las necesidades del material y la geometría de la pieza. La prensa adecuará su velocidad para que en los distintos procesos: embutición, corte, estampado etc. el material se comporte de la mejor manera y obtengamos siempre la calidad esperada.
2. En segundo lugar encontramos el incremento de la cadencia de producción – golpes por minuto- que podemos conseguir al disponer de capacidad para configurar la curva de deslazamiento del carro en función del trabajo a realizar. Este incremento de producción se basa en dos principios:
a. La prensa es capaz de trabajar en péndulo. En este modo de trabajo el carro no realiza revoluciones completas sino que describe un movimiento pendular alrededor del Punto Muerto Inferior. Es capaz de realizar, en función de la programación que hayamos hecho, cursos mucho más cortos que en revolución completa y puede dar por tanto, muchos más golpes por minuto. Para cada troquel elegiremos el curso que más convenga. El propio software de la prensa nos indicará la velocidad máxima de producción para cada uno de los posibles péndulos y en revolución completa.
b. En prensas mecánicas, la velocidad de embutición limita la velocidad de producción de la prensa. Para velocidades reducidas de embutición, los golpes por minuto de la prensa serán igualmente reducidos. En el caso de las servoprensas podemos programar la curva de funcionamiento del carro de tal forma que la velocidad en la zona de deformación sea reducida (en el caso que sea necesario), pero incrementarla considerablemente en el resto del proceso. Con ello conseguimos un incremento en el número de golpes por minuto.
Para ambos casos conseguiremos seguro incrementos de producción muy importantes. Análisis de producciones en distintas fábricas demuestran, excluyendo excepciones por lo alto y por lo bajo, que el aumento es entre el 30 y el 80% respecto a una mecánica convencional.
3. En tercer lugar, la flexibilidad de los posibles trabajos a realizar con la servoprensa. Al poder adecuar la curva de funcionamiento del carro a cada proceso, podemos trabajar con toda la fuerza y energía de la máquina a velocidades muy lentas para pruebas de troqueles (2 – 3 golpes por minuto), o modificando la programación trabajar en péndulo a velocidades muy altas para troqueles progresivos. Por lo tanto, con una servoprensas se nos abre un abanico de referencias mucho más grande que con otro tipo de prensa. Con ello podemos obtener trabajos con una sola prensa que no conseguiríamos con otra que no fuera servo.
Además de las ya mencionadas, encontramos otras más entre las que cabe destacar: menor necesidad de mantenimiento de troqueles, mejor conservación de la prensa lo que redunda en un menor costo de mantenimiento, procesos de fabricación más seguros y estables debido fundamentalmente a las menores vibraciones y fuerzas reactivas que se generan tras el conformado de la pieza, así como un menor ruido en los procesos de trabajo y la posibilidad de realizar con mayores márgenes de seguridad y fiabilidad, operaciones intermedias (soladura, montaje de tuercas u otros elementos…) durante los procesos de deformación el material dentro de las prensas.
Normalmente, los factores de decisión para la compra de una servoprensa se basa en un conjunto de todo lo descrito anteriormente. Queremos que una servoprensa nos elimine los problemas de calidad que tenemos en determinadas piezas. Queremos que una servoprensa incremente la productividad de forma espectacular. Queremos una servoprensa con la cual podamos optar a conseguir todos los trabajos que se nos presenten de una forma competitiva, y además con procesos más estables y con menores costos de mantenimiento.
Por supuesto existe un argumento en contra: el precio. La complejidad de los equipos eléctricos y electrónicos hace que el valor de la prensa se incremente.

Debido a esto, muchos clientes se preguntan si tienen que comprar una servoprensa. Desde ARISA les diríamos que sí, que adquirir una servoprensa es una decisión acertada y de futuro. Que el incremento de coste en la inversión lo van a recuperar con creces y que al final, los costos por pieza conseguidos van a ser mejores.
Está claro que por el mero hecho de tener una servoprensa vamos a mejorar en todos los aspectos descritos anteriormente, pero nuestro objetivo tiene que ser obtener de ella el máximo rendimiento técnicamente posible para y de esa manera, aumentar la diferencia con las prensas convencionales y, por lo tanto, encontrar una justificación plena a la decisión de inversión.
Pero, ¿Cómo podemos todavía producir más? ¿Qué ocurre si lo que antes tardaba en hacerlo doce horas ahora tardo seis? ¿Qué ocurre si antes tenía 100 referencias y ahora tengo 200? ¿Qué ocurre si antes tenía troqueles transfer y ahora tengo progresivos y transfer? ¿Qué ocurre si me enfrento a procesos complicados, con más valor añadido, que requieren de programaciones más complicadas de prensa y transfer?
Lo normal es que ocurra lo siguiente:
a. Se van a llevar a cabo muchos más cambio de troqueles ya que se produce más rápido y
b. Se necesita más tiempo de programación de los procesos (principalmente Prensa y transfer) porque se dispone de más troqueles, más variados y algunos más complicados….

Para optimizar las servoprensas y para sacarle el máximo partido a las servoprensas hay una cosa que está clara y es la siguiente: “Con una Servoprensa podemos y debemos optimizar los procesos de estampación, pero todo a su alrededor tiene que estar optimizado para que el valor realmente aumente hasta el máximo”. Con esto queremos decir que todos los periféricos de este proceso tienen que estar preparados para trabajar más rápido y mejor:
• Las líneas de alimentación. Debido a poder optar y conseguir trabajos más variados, nos encontraremos con materiales distintos, de alto límite elástico; debido a las altas prestaciones de la prensa, tendremos que trabajar con mayores velocidades y aceleraciones…
• Los alimentadores de chapa deben ser capaces de alimentar más rápido por lo que hay que aumentar las prestaciones con, incrementos en la motorización, ,tratamientos especiales de rodillos …
• El Transfer. Tiene que incrementar sus prestaciones para poder adaptarse a los incrementos de velocidad de producción…
• Los desapiladores, deben incrementar la velocidad de desapilado…
• Los troqueles. Muy importante. Tienen que concebirse teniendo en cuenta que se va a trabajar más rápido, que tienen que optimizarse para trabajos con transfer, que la chapa será alimentada con mayor velocidad…
• …
Otro “periférico “que hay que valorar y analizar seriamente es un proceso ya “viejo” como es el tiempo para el cambio de troqueles. Pero hay que hacerlo con el objetivo de que nuestra servoprensa este parada el mínimo tiempo y siempre esté al máximo rendimiento. Hay que tener en cuenta que la inversión en una servoprensa es mayor que en una prensa mecánica convencional. Sin embargo, durante los procesos de cambio de troqueles o de referencias: carga de bobina, transporte de la banda hasta el troquel, ajuste de guiados de alimentador, ajuste de la enderezadora, final de banda, extraer el troquel 1 para introducir el troquel 2, ajustar las pinzas del transfer, realizar las conexiones eléctricas y neumáticas, conexionar seguridades de troquel, etc. el consumo de tiempo va a ser el mismo en un servoprensa que en una prensa mecánica convencional, a no ser que se mejoren dichos procesos, porque durante todo ese tiempo todas las mejoras que hemos dicho no las estamos usando
Por ello, en el amplio abanico de mejoras desplegado por ARISA para la optimización de las servoprensas, tiene una posición especial la automatización y la optimización en los cambios de troqueles y referencias. ARISA ha desarrollado un sistema por el cual los cambios de referencia se pueden realizar con un paro mínimo de la prensa y los cambios de troquel en tiempos realmente reducidos. Estos procesos y mejoras los hemos desarrollado conjuntamente con nuestros clientes y colaboradores en líneas de alimentación. Hemos realizado trabajos de consultoría en las fábricas de producción, estudiando detalladamente cómo es el proceso de cambios de bobina y de troqueles para poder saber dónde se puede ahorrar tiempo y cómo. En base a ello se han realizado procesos que reduce el tiempo al mínimo.
Por supuesto para lograr estos tiempos hay que provisionar a la instalación de unos elementos cuya automatización sea muy avanzada. Entre estos cabe destacar: alimentadores de colas totalmente automáticos hasta el fin último de la banda (incluido para trabajos con aluminio), sistemas de ajuste en el alimentador y línea de alimentación completamente automáticos para anchura de banda, altura de trabajo, alturas de pilotaje, fuerza de arrastre…, mesas desplazables para cambios de troqueles con movimientos completamente automáticos, regulaciones de carro de alta velocidad, conexiones automáticas para transfer, troqueles, etc., procesos de desamarrado de troquel y amarre de troquel automático y por supuesto la adaptación de todos los parámetros posibles en la prensa para el nuevo troquel de forma rápida y precisa. Todo apoyado con un sistema de interface – guía para el usuario que hace que el cambio sea fácil y rápido.
Por ello, ARISA recomienda para las nuevas instalaciones la adquisición de servoprensas, que seguro incrementan la productividad y competitividad de su empresa. Pero siempre teniendo en cuenta que la optimización e incremento de la productividad de las instalaciones tiene que estar apoyada en un conjunto de soluciones que actúen paralelamente.
En la búsqueda y ejecución de estas soluciones a nuevas mejoras se basa la innovación y ARISA está plenamente comprometida en ello.

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