Al comparar máquinas CNC, es fácil perderse en las hojas de especificaciones.
Una máquina CNC puede tener un husillo de 12.000 rpm, otra de 15.000 rpm y una tercera de 20.000 rpm. Una máquina puede ofrecer recorridos X, Y y Z más grandes, mientras que otra tiene una mesa más grande o un almacén de herramientas más grande.
A primera vista, la máquina con números más grandes puede parecer la mejor opción.
Pero no es así como funciona en la práctica la selección de máquinas CNC.
La pregunta importante no es:
"¿Qué máquina CNC tiene mejores especificaciones?"
Es:
"¿Qué especificaciones afectarán realmente a las piezas que producimos?"
Por lo tanto, un comprador que compare un centro de mecanizado CNC debe observar las especificaciones en relación con la pieza de trabajo, el material, el proceso de corte, el volumen de producción y la precisión requerida.
1. Comience con las especificaciones que pueden eliminar una máquina
Antes de comparar la velocidad del husillo o los sistemas de control, compruebe si la máquina puede manipular física y técnicamente sus piezas.
Las primeras especificaciones a comparar son:
Recorrido del eje X/Y/Z
Tamaño de la mesa
Peso máximo de la pieza de trabajo
Altura máxima de la pieza de trabajo
Distancia del husillo-a-mesa
potencia del husillo
Par del husillo
Precisión de posicionamiento
Repetibilidad
Capacidad del almacén de herramientas
Si una máquina no cumple con uno de estos requisitos básicos, es posible que sus otras especificaciones no importen.
Por ejemplo, un centro de mecanizado CNC puede tener un husillo excelente y una alta precisión de posicionamiento, pero si su dispositivo y pieza de trabajo no caben dentro de su espacio de trabajo utilizable, la máquina no es adecuada para su producción.
Esta es la razón por la que los compradores experimentados suelen comenzar con la pieza y luego trabajar hacia atrás hasta las especificaciones de la máquina.
2. Viaje de la máquina: no compare los números X/Y/Z de forma aislada
El recorrido de la máquina es una de las primeras especificaciones que suelen comparar los compradores.
Una hoja de especificaciones típica puede mostrar:
Recorrido del eje X-
Recorrido del eje Y-
Recorrido del eje Z-
Estos números le indican hasta dónde pueden moverse los ejes de la máquina, pero no le indican automáticamente el tamaño real de la pieza de trabajo que puede mecanizar.
También debes considerar:
Dimensiones del accesorio
Longitud de la herramienta
Espacio libre del husillo
Altura de la pieza de trabajo
Posición de sujeción
Enfoque de herramienta requerida
Mesa giratoria u otros accesorios
Por ejemplo, técnicamente una pieza de trabajo puede encajar dentro del recorrido del eje X-pero aún así ser difícil de mecanizar porque el dispositivo ocupa demasiado espacio.
¿Qué debería preguntarle al proveedor de máquinas CNC?
En lugar de preguntar sólo:
"¿Cuál es el recorrido X/Y/Z?"
preguntar:
"¿Cuál es el tamaño máximo de pieza recomendado para las operaciones de mecanizado que debemos realizar?"
Eso te da una respuesta mucho más útil.
Para componentes grandes, esto resulta especialmente importante al comparar un centro de mecanizado de pórtico con una máquina vertical u horizontal convencional.
3. El tamaño de la mesa y el peso de la pieza de trabajo importan más de lo que parecen
Una mesa más grande no significa automáticamente que se pueda colocar una pieza de trabajo mucho más grande sobre ella.
La mesa debe trabajar junto con:
Carga máxima de la mesa
Peso del accesorio
Peso de la pieza
Método de sujeción
Viajes disponibles
Espacio libre del husillo
Supongamos que su componente pesa 1.500 kg.
Una máquina puede tener suficiente área de mesa, pero si la carga de mesa permitida es demasiado baja, no podrá soportar de manera segura su proceso de producción.
Para componentes pesados, compare la condición de carga completa, no solo las dimensiones de la mesa.
Esto es particularmente importante al evaluar un centro de mecanizado de pórtico o un centro de mecanizado horizontal grande.
4. Velocidad del husillo: más alta no es automáticamente mejor
La velocidad del husillo es probablemente una de las especificaciones más utilizadas en el marketing de máquinas CNC.
Una máquina con un husillo de 20.000 rpm no es automáticamente mejor que una con un husillo de 12.000 rpm.
La velocidad útil del husillo depende de:
Material de la pieza de trabajo
Diámetro de herramienta
Velocidad de corte
Acabado superficial requerido
Tasa de eliminación de material
Operación de mecanizado
Por ejemplo, las velocidades altas del husillo pueden resultar útiles para herramientas de corte pequeñas y componentes de aluminio.
El corte de acero pesado es una situación diferente.
Una cortadora grande que elimina material sustancial puede funcionar a una velocidad de husillo mucho más baja, pero requiere un par de torsión considerablemente mayor.
Entonces, al comparar las especificaciones de la máquina CNC, no pregunte solo:
"¿A qué velocidad puede girar el husillo?"
Preguntar:
"¿A qué velocidad y par del husillo la máquina realizará realmente nuestras principales operaciones de corte?"
Esa distinción puede evitar una costosa discrepancia entre las especificaciones de la máquina y sus requisitos reales de producción.
5. Potencia y par del husillo: observe ambos
La potencia y el par del husillo se vuelven particularmente importantes al mecanizar acero, hierro fundido, moldes y otras aplicaciones que implican cortes más pesados.
Una máquina con alta velocidad de husillo pero con un par insuficiente puede no funcionar bien cuando la herramienta de corte y el material exigen mayores fuerzas de corte.
Al comparar máquinas CNC, pregunte por:
Potencia nominal del husillo
Potencia máxima del husillo
Par nominal
Par máximo
Curva de par, si está disponible
Rango de velocidad del husillo
La curva de par es particularmente útil porque el par máximo no está necesariamente disponible en todo el rango de velocidades del husillo.
Por ejemplo, si su producción requiere un par alto de alrededor de 2000 a 4000 rpm, conocer solo las RPM máximas del husillo no es suficiente.
Esta es un área en la que un fabricante de máquinas CNC debería poder explicar cómo el husillo se adapta a sus condiciones de corte reales.
6. La rigidez de la máquina suele ser más importante de lo que esperan los compradores
La rigidez de la máquina es difícil de resumir en un solo número, por lo que a menudo no aparece en las tablas comparativas simples.
Pero puede tener un efecto importante en el mecanizado real.
Cuando las fuerzas de corte aumentan, una rigidez insuficiente puede contribuir a:
Charla
Vibración de herramienta
Mal acabado superficial
Desgaste de herramientas
Variación dimensional
Profundidad de corte reducida
Esto es importante especialmente para:
Mecanizado de acero
Mecanizado de hierro fundido
Trabajo de moldes y troqueles
Piezas grandes
Desbaste pesado
Al comparar un centro de mecanizado CNC, mire más allá de las especificaciones del husillo y pregunte sobre el diseño estructural de la máquina.
Los factores relevantes incluyen:
Construcción de bancada de máquinas
Diseño de columna
Disposición de la vía guía
Soporte de husillo
masa estructural
Soporte de husillo de bolas
Arquitectura general de la máquina
Para aplicaciones de trabajo pesado-, una estructura de máquina rígida puede ser más valiosa que una velocidad de husillo más alta.
7. La precisión del posicionamiento y la repetibilidad no son lo mismo
Estas dos especificaciones suelen confundirse.
Precisión de posicionamiento
Esto describe qué tan cerca puede moverse la máquina de una posición ordenada.
Repetibilidad
Esto describe la consistencia con la que la máquina puede regresar a la misma posición.
Una máquina puede tener buena repetibilidad pero aun así mostrar un error de posicionamiento.
Para el mecanizado de precisión, ambas características son importantes.
Sin embargo, también deberías preguntar cómo se midieron los valores.
Busque información sobre:
Método de medición
Estándar de medición
Eje probado
Condiciones de medición
Temperatura de la máquina
Estado de compensación
Por ejemplo, un número impreso en una hoja de especificaciones no necesariamente indica cómo funcionará la máquina después de varias horas de producción.
Para componentes críticos, pregunte al proveedor de la máquina CNC cómo se verifica la precisión y qué documentación de inspección se puede proporcionar.
8. La estabilidad térmica puede afectar la precisión del mundo -real
Una máquina CNC no funciona a una temperatura constante.
Durante la producción:
El husillo genera calor.
Los motores generan calor
Los husillos de bolas generan calor
La temperatura del refrigerante puede cambiar
La temperatura de la fábrica circundante cambia.
Estos efectos pueden causar crecimiento térmico y cambios dimensionales.
Esto es especialmente importante al mecanizar:
Tiradas de producción largas
Componentes de precisión
Piezas grandes
Componentes de tolerancia estricta-
Por lo tanto, al comparar las especificaciones de la máquina CNC, no observe únicamente la precisión del posicionamiento estático.
Pregunte cómo maneja la máquina los efectos térmicos.
Dependiendo del diseño de la máquina, esto puede implicar:
Compensación térmica
Refrigeración del husillo
Refrigeración por husillo de bolas
Monitoreo de temperatura
Diseño estructural destinado a reducir la deformación térmica.
El objetivo no es encontrar el número más pequeño en una hoja de especificaciones.
El objetivo es mantener dimensiones estables durante la producción real.
9. La capacidad del almacén de herramientas debe coincidir con su proceso
La capacidad del almacén de herramientas es otra especificación que puede malinterpretarse fácilmente.
Más herramientas no significan automáticamente mejores.
Si su pieza típica requiere 18 herramientas, un cargador de 60 herramientas puede brindar pocos beneficios prácticos a menos que su producción involucre muchas piezas diferentes.
Por otro lado, si ejecuta varias familias de piezas con cambios frecuentes de herramientas, una capacidad de herramienta insuficiente puede generar un trabajo de configuración innecesario.
Considerar:
Número de herramientas por pieza
Número de tipos de piezas
Diámetro de herramienta
Longitud de la herramienta
Peso de la herramienta
Frecuencia de cambios de herramienta.
Volumen de producción
Para una producción mixta-alta, la capacidad de la herramienta puede tener un efecto directo en la eficiencia de la configuración.
Para la producción-de gran volumen de una pieza, el tiempo del ciclo y la velocidad-de cambio de herramienta pueden ser más importantes.
10. El tiempo de cambio automático de herramientas importa cuando el volumen de producción es alto
Dos máquinas pueden tener cambiadores automáticos de herramientas, pero su rendimiento de producción real puede ser diferente.
Si su programa de mecanizado contiene cientos de cambios de herramientas por turno, incluso una pequeña diferencia en el tiempo de cambio de herramienta-puede acumularse.
Para producción de alto-volumen, compare:
tiempo de cambio de herramienta
Tiempo de chip-a-chip
Aceleración del husillo
Velocidad de desplazamiento rápido
Respuesta de control
Sin embargo, no evalúe estas cifras por separado del ciclo de mecanizado.
Ahorrar un segundo en un cambio de herramienta no tiene mucho sentido si la operación de corte real dura varios minutos.
Compare siempre las especificaciones con el tiempo del ciclo completo.
11. Sistema de control CNC: compárelo según su trabajo
El sistema de control CNC es importante, pero tampoco debería convertirse en una competencia de especificaciones.
Una aplicación básica de mecanizado de 3 ejes no requiere necesariamente las mismas funciones de control que un mecanizado complejo de 5 ejes.
Para un centro de mecanizado de 5 ejes, es posible que deba considerar:
Interpolación multi-eje
Control del punto central de la herramienta
Funciones de anticipación-
Funciones de mecanizado de alta-velocidad
Transformación de coordenadas
Funciones para evitar colisiones
Para trabajos estándar de 3 ejes, otras consideraciones pueden ser más importantes.
Por lo tanto, el mejor sistema de control es aquel que respalda el proceso de programación y mecanizado que realmente utiliza.
12. Velocidad de desplazamiento rápido: útil, pero no la sobrevalore
La velocidad de desplazamiento rápido afecta la rapidez con la que la máquina se mueve entre operaciones de corte.
Puede influir en el tiempo del ciclo, particularmente cuando:
Las piezas contienen muchas operaciones de mecanizado cortas.
Los patrones de agujeros son extensos.
Las trayectorias de herramientas contienen movimientos frecuentes que no son-de corte
El volumen de producción es alto.
Pero la velocidad de avance rápido no es igual a la velocidad de corte.
Una máquina con movimientos muy rápidos aún puede tener un tiempo de ciclo largo si sus parámetros de corte o cambios de herramienta son ineficientes.
Al comparar centros de mecanizado CNC, utilice la velocidad de avance rápido como parte del cálculo del tiempo de ciclo-en lugar de tratarla como una medida independiente del rendimiento de la máquina.
13. La eliminación automática de chips puede importar más que un número de especificación más
La gestión de virutas es fácil de ignorar durante la selección de la máquina.
Pero si su proceso produce grandes cantidades de virutas, una mala evacuación de las virutas puede convertirse en un problema de producción diario.
Esto es particularmente relevante para:
Bolsillos profundos
Desbaste pesado
Hierro fundido
Aluminio
Ciclos de mecanizado largos
Un centro de mecanizado horizontal puede tener una ventaja en determinadas aplicaciones porque la orientación horizontal puede ayudar a que las virutas se caigan de la zona de corte.
Dependiendo de la aplicación, considere también:
Transportador de virutas
Flujo de refrigerante
Presión del refrigerante
Lavado de virutas
Diseño del recinto de la máquina
La solución adecuada depende del material y del proceso de corte.
14. Compare las máquinas CNC según la pieza real
En este punto, queda claro por qué una comparación de especificaciones estándar puede ser engañosa.
Consideremos tres partes diferentes.
Parte A - Carcasa de aluminio
Los principales requisitos son:
Fresado de alta-velocidad
Perforación
tocando
Buen acabado superficial
Tiempo de ciclo corto
Un centro de mecanizado vertical de alta-velocidad puede ser apropiado.
Parte B - Molde de acero grande
Los principales requisitos son:
Amplio espacio de trabajo
Eliminación de material pesado
Rigidez estructural
Mecanizado estable de ciclo largo-
Un centro de mecanizado de pórtico puede ser más apropiado.
Parte C - Componente complejo multi-
El principal problema es:
Múltiples configuraciones
Superficies en ángulo
Acceso difícil a la herramienta
Alineación entre diferentes características
Un centro de mecanizado de 5 ejes puede ofrecer un proceso más eficiente.
El punto es que la "mejor" especificación cambia con la pieza.
15. Compare las especificaciones que afectan su mayor problema de producción
Una forma útil de evaluar una máquina CNC es identificar el mayor problema en su proceso actual.
| Problema actual | Especificaciones que vale la pena comparar |
|---|---|
| La pieza no encaja | Recorrido X/Y/Z, tamaño de la mesa, espacio libre del husillo |
| El corte pesado es inestable | Rigidez, par del husillo, potencia del husillo. |
| El tiempo del ciclo es demasiado largo | Capacidad de corte, avance rápido, tiempo de cambio de herramienta |
| Demasiadas configuraciones | Configuración de ejes, capacidad rotativa, acceso a herramientas. |
| Las superficies complejas son difíciles | Capacidad de 5 ejes, funciones de control. |
| Las tolerancias estrictas son difíciles | Precisión, repetibilidad, estabilidad térmica. |
| Demasiados cambios manuales de herramientas | Capacidad del almacén de herramientas, rendimiento del ATC |
| Las fichas se acumulan | Refrigerante, lavado de virutas, transportador de virutas |
| Piezas grandes | Estructura de pórtico, capacidad de carga, envolvente de trabajo. |
| Producción de alto-volumen | Tiempo de ciclo, confiabilidad, compatibilidad con automatización. |
Esta es la tabla comparativa que realmente resulta útil para el comprador.
En lugar de comparar todas las especificaciones disponibles, compare las especificaciones que pueden resolver su problema de producción específico.
16. ¿Qué debería preguntarle a un fabricante de máquinas CNC?
Antes de comprar una máquina CNC, haga al fabricante preguntas que vayan más allá del catálogo.
sobre tu parte
¿Puede esta máquina completar nuestra pieza representativa sin configuraciones innecesarias?
Sobre cortar
¿Qué condiciones de corte recomiendan para nuestro material y herramientas?
Acerca del rendimiento del husillo
¿Qué par de husillo está disponible a la velocidad que realmente utilizamos?
Acerca de la precisión
¿Cómo se miden la precisión y la repetibilidad del posicionamiento?
Acerca de la estabilidad térmica
¿Cómo se controla la deformación térmica durante ciclos de mecanizado largos?
Acerca de la rigidez de la máquina
¿Para qué aplicaciones está diseñada estructuralmente esta máquina?
Sobre la productividad
¿Puede estimar el tiempo del ciclo utilizando nuestra pieza real?
Acerca de las herramientas
¿Es suficiente el almacén de herramientas estándar para nuestra familia de piezas?
Un fabricante serio de máquinas CNC debería poder discutir estas preguntas utilizando sus dibujos y requisitos de producción.
17. ¿Qué información debe proporcionar al solicitar una cotización de máquina CNC?
Si desea una recomendación útil de un proveedor de máquinas CNC, envíe más que el nombre del producto.
Proporcionar:
Dibujo de pieza o modelo 3D
Material
Dimensiones máximas de la pieza de trabajo
Peso de la pieza
Tolerancias requeridas
Acabado superficial
Principales operaciones de mecanizado
Número actual de configuraciones
Volumen de producción
Herramientas existentes
Accesorios existentes
Tiempo de ciclo objetivo, si está disponible
Con esta información, el proveedor puede determinar si necesita un centro de mecanizado vertical, un centro de mecanizado horizontal, un centro de mecanizado de pórtico, un centro de mecanizado de 5 ejes u otra configuración CNC.
También le da al fabricante la oportunidad de identificar las limitaciones antes de pedir la máquina.
18. Una mejor manera de comparar las especificaciones de las máquinas CNC
Al comparar dos máquinas, no cree una hoja de cálculo con 30 especificaciones y simplemente resalte el número mayor.
En lugar de ello, divida la comparación en cuatro preguntas.
¿Puede la máquina manejar la pieza?
Controlar:
Entorno de trabajo
Carga de mesa
Espacio libre del husillo
Requisitos de fijación
¿Puede soportar el corte?
Controlar:
potencia del husillo
Par del husillo
Rigidez
Capacidad de herramienta
¿Puede lograr el resultado requerido?
Controlar:
Precisión de posicionamiento
Repetibilidad
Estabilidad térmica
Precisión del husillo
¿Puede producir las piezas de forma económica?
Controlar:
tiempo de ciclo
Cambios de herramienta
tiempo de configuración
Capacidad del almacén de herramientas
Mantenimiento
Potencial de automatización
Este método le evita pagar por especificaciones que no contribuyen a su producción.
Final: no compre la hoja de especificaciones
El propósito de la especificación de una máquina CNC es indicarle lo que potencialmente puede hacer la máquina.
No le dice si la máquina es la elección correcta para su producción.
Al comparar centros de mecanizado CNC, comience con sus piezas y avance hacia atrás:
Geometría de la pieza → material → operaciones de mecanizado → configuraciones → precisión → volumen de producción → configuración de la máquina → especificaciones
Ese proceso puede llevarlo a un centro de mecanizado vertical para piezas prismáticas generales, un centro de mecanizado horizontal para mecanizado de múltiples caras, un centro de mecanizado de pórtico para componentes grandes o un centro de mecanizado de 5 ejes para geometrías complejas.
Lo importante es no seleccionar la máquina con la hoja de especificaciones más larga.
Seleccione la máquina cuyas especificaciones resuelvan los problemas que realmente le están costando tiempo, precisión y capacidad de producción.
Para los compradores que evalúan diferentes máquinas CNC, Dabai Precision Machine Tool puede revisar los dibujos de piezas reales, los materiales, las operaciones de mecanizado y los requisitos de producción antes de recomendar una configuración adecuada del centro de mecanizado CNC.