Mecanizado multiprocess de altas prestaciones con accionamientos lineales Redex
Accionamiento lineal sin holgura para un mecanizado de alta calidad.
www.redex-group.com
Con la serie MC, NILES-SIMMONS ofrece centros de mecanizado CNC de torneado y fresado que combinan la máxima precisión con un alto grado de flexibilidad y adaptabilidad. Estas máquinas tienen una gran demanda en la industria aeroespacial, para la que fueron desarrolladas originalmente, aunque también en otros sectores.
El accionamiento lineal de Redex está compuesto por dos reductores planetarios con eje piñones de salida. A este sistema se le aplica una precarga que elimina completamente las holguras, lo que contribuye a un mecanizado preciso y eficiente con una precisión total de las piezas de hasta +/- 2 µm.
Esto es torneado y fresado CNC al más alto nivel: con el centro de mecanizado N40 MC de NILES-SIMMONS, los usuarios pueden fabricar componentes rotacionalmente simétricos de hasta nueve metros de longitud, con un diámetro de giro de hasta 1100 mm y un peso de hasta cuatro toneladas en una sola atada y, si es necesario, mediante un proceso de mecanizado a puerta cerrada.
Estas máquinas son totalmente multiprocess, pudiendo aglutinar diversas funciones operativas, como torneado, fresado, rectificado y medición, todas ellas con alta precisión. La tecnología de bancada inclinada a 60° del bastidor soldado de acero con relleno de hormigón contribuye de manera significativa a la precisión del mecanizado.
Aplicación objetivo: mecanizado completo de alta precisión para la industria aeroespacial
Este centro de mecanizado se utiliza principalmente en la industria aeroespacial, pudiendo utilizar los modelos más pequeños y más grandes de la serie MC, desde el N20 MC hasta el N60 MC.
Algunas de las piezas que se fabrican habitualmente deben soportar grandes esfuerzos, por ejemplo, en el tren de aterrizaje de los aviones. Este tipo de aplicación está prácticamente integrada en las máquinas desde la fase de diseño.
Carsten Hirche, director de proyectos de la serie N40/N50/N60 en NILES-SIMMONS, dice: "El objetivo era desarrollar una nueva generación de tornos en colaboración con un proveedor líder internacional de motores a reacción. Sin embargo, la serie también se utiliza en la industria petrolera y gasística y para el mecanizado pesado en general, es decir, en todos aquellos casos en los que se deben fabricar piezas complejas con exigencias extremas en cuanto a precisión y estabilidad".
Opciones modulares, mecanizado flexible
El perfil característico de estas máquinas, en este caso la N40 MC, se puede resumir de la siguiente manera: puede diseñarse como máquina de una o varias guías, ofrece la máxima precisión y, además, es muy fácil de usar y extremadamente flexible. El sistema modular permite añadir unidades de mecanizado variables y con diferentes sistemas de herramientas, de tamaños de almacén de herramientas y una amplia gama de opciones, los usuarios pueden abordar incluso las tareas de mecanizado más exigentes. También pueden adaptar el tamaño del N40 MC a sus necesidades: el centro de mecanizado está disponible en varias longitudes nominales.
El desafío: diseñar un accionamiento de eje lineal potente y de alta precisión
Una de las muchas tareas que el equipo de diseño tuvo que abordar durante el desarrollo fue la selección de conceptos de accionamiento que cumplieran los requisitos más exigentes en cuanto a precisión de posicionamiento y mecanizado. Los usuarios pueden escoger entre un accionamiento de husillo a bolas o piñón-cremallera.
Para el movimiento lineal de la bancada, los ingenieros de NILES-SIMMONS optaron por un accionamiento piñón-cremallera de Redex. Esto permite procesos de mecanizado rápidos para componentes de gran tamaño.
Especificaciones clave: la velocidad máxima de desplazamiento es de 30 m/min con una aceleración de 3 m/s² para mover masas de hasta 4500 kg. Dependiendo del diseño, la máquina puede alcanzar una fuerza de avance de hasta 30 000 N.
La decisión se decantó por un sistema de transmisión piñón-cremallera con precarga eléctrica
Carsten Hirche añade: "Los requisitos de precisión que se están cumpliendo son muy elevados. La máquina debe garantizar la máxima precisión y ausencia de holguras, incluso bajo fuerzas de mecanizado y aceleraciones elevadas". Obtenemos una repetibilidad en el eje en el rango de µm, con una precisión general de las piezas de hasta +/- 2 µm.
¿Por qué se eligió la serie DRP2 de Redex para esta aplicación? "Los factores que influyeron en la decisión fueron la eficiente transmisión de potencia, el comportamiento ante las vibraciones, la precisión y la facilidad de integración en la bancada de la máquina".
DRP: accionamiento lineal de alta precisión y sin holgura
Los accionamientos DRP constan de dos reductores planetarios que cumplen con estándares más altos de máquina-herramienta combinados en un monobloque resistente a la torsión. Dos ejes-piñón de salida integrados en los sistemas planetarios de cada reductor engranan con la cremallera y, mediante la tensión eléctrica de los motores tipo master-esclavo, crean la precarga deseada del accionamiento piñón-cremallera para permitir un movimiento altamente preciso y sin holgura en el eje.
Este concepto de diseño encaja bien desde un punto de vista teórico y práctico y permite a los diseñadores alcanzar mayores distancias de desplazamiento y precisiones en comparación con los husillos de bolas, que también tienen limitaciones en cuanto a las precisiones de mecanizado que se pueden alcanzar en la pieza de trabajo debido a las altas velocidades de desplazamiento y al desarrollo de temperatura en el bastidor de la máquina.
El equipo de NILES-SIMMONS está plenamente satisfecho no solo con el hardware de accionamiento propiamente dicho, sino también con la cooperación durante la fase de planificación del proyecto. Carsten Hirche hace un resumen: "Redex nos proporcionó un excelente apoyo y siempre recibimos respuestas competentes a nuestras preguntas". Y el resultado habla por sí solo: el N40 MC se utiliza en todo el mundo en aplicaciones muy exigentes, no solo en la industria aeronáutica.
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