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El coste de la inversión suele ser una barrera que impide a muchas empresas probar esta nueva tecnología y sus ventajas (flexibilidad, reducción del tiempo de comercialización, producción sin troquel, etc.).
El nuevo concepto modular de Fagor Arrasate permite empezar con un solo módulo láser y añadir más en el futuro para aumentar la productividad de la línea.
El corte por láser permite cortar casi cualquier pieza deseada en casi cualquier condición, pero esta flexibilidad significa que hay más parámetros que gestionar.
La solución de Fagor Arrasate ha sido configurada para maximizar la productividad con los más altos estándares de calidad de una manera fácil de usar.
La célula láser es una “caja negra” completamente modular y escalable que puede estar compuesta por hasta 3 unidades láser. Una primera ventaja es la reducción de piezas de recambio y del número de referencias diferentes, pero el principal beneficio es que facilita la distribución de la carga de trabajo entre los cabezales láser, lo que permite un mayor rendimiento y mejores tolerancias de las piezas.
Para ilustrar mejor el rendimiento del concepto modular, podemos comparar dos escenarios, uno en el que cada pieza es cortada simultáneamente por dos cabezales láser y otro en el que cada pieza es cortada por un solo cabezal. En ambos casos se consigue el mismo rendimiento, aunque en el segundo escenario se alcanzan tolerancias de ±0,4 mm, mientras que en el primero es de ±0,7 mm.
Para obtener esta ganancia de calidad de corte sin perder tolerancias, las dimensiones del área de trabajo de cada láser son de 1500mm en dirección X.
Este rango permite cortar todo el contorno dentro de los límites del área de trabajo en una sola pasada y pasar a la siguiente pieza inmediatamente sin perder tiempo, ya que esta segunda pieza ya está dentro del área de trabajo.
La siguiente imagen compara un área de corte de 1200 mm de recorrido con un área de corte de 1500 mm de recorrido.
En el primer caso, el láser tendrá que esperar hasta que la siguiente pieza esté dentro de la zona de corte, mientras que, en el segundo caso, el láser podría empezar ya con su segunda pieza, aumentando el rendimiento.
Esta ventaja también ayuda en las piezas de gran tamaño, como los grandes trapecios.
El principal obstáculo que tenemos que superar con la configuración modular es el transportador telescópico, ya que el aumento de la carrera de desplazamiento en X suele suponer un alargamiento considerable de toda la línea. En nuestro caso, el transportador telescópico compacto y de desarrollo propio permite maximizar la superficie de corte sin ampliar el layout.
Nuestro transportador telescópico altamente dinámico puede proporcionar una aceleración de hasta 3,5G con movimientos permanentemente sincronizados con el cabezal láser.
Este transportador, cuya velocidad se adapta a la de la bobina, puede funcionar tanto en modo de arranque-parada como en modo continuo. Cuenta con estrategias inteligentes como el “agujero de expansión” (X-Gap) que permite la evacuación de las tolvas de chatarra a través del transportador.
Esta solución también repercute en la calidad de las piezas, sobre todo si la comparamos con las mesas de cuchillas tradicionales o su variante motorizada, ya que evitamos las marcas debidas a la interacción directa entre el láser, el material y las cuchillas, donde aparecen proyecciones de material al cortar cerca de una cuchilla, no necesariamente por encima de ella.
El transportador telescópico que hemos desarrollado supera todos estos problemas.
Las cintas de transporte están protegidas del flujo láser disperso mediante dos guardas diseñadas para retrasar la deposición de material y prolongar su vida útil.
Además, como opción, cada unidad láser puede equiparse con un sistema de limpieza automática de las guardas.
Del mismo modo, se pueden instalar sistemas de limpieza de cintas transportadoras para piezas con mayores requisitos, como las piezas exteriores.
A medio camino entre la productividad y la calidad, destacamos que los dos transportadores telescópicos de cada unidad de corte se accionan de forma independiente. Esto permite estrategias inteligentes como el “agujero expandido” (X-Gap) para evacuar los restos de tamaño pequeño y mediano que podrían provocar colisiones en los pasos posteriores. El tamaño máximo de la pieza a evacuar a través del agujero expandido es de 500 mm.
El pórtico láser es el elemento que genera la trayectoria de corte y, en última instancia, crea los cortes moviéndose a lo largo de la trayectoria programada mediante motores lineales para X e Y con una velocidad de posicionamiento de hasta 150m/min y una aceleración de 3,5G. Sus carreras de desplazamiento son capaces de cubrir toda la zona de corte definida por los transportadores telescópicos.
Nuestro propio sistema de detección de bordes, pendiente de patente, ha sido desarrollado con el objetivo de medir continuamente la desviación de la banda y compensar este desfase en el cabezal láser. Esto permite uniones de alta calidad durante el corte de piezas combinadas.
De nuevo, con la misma filosofía de modularidad, cada unidad láser está equipada con 1 o 2 sensores 3D de ultra alta definición. Están alineados continuamente con el cabezal láser para la medición de bordes y un par de guías mecánicas a la entrada de cada unidad láser para establecer una referencia.
El principio de corrección se basa en tener una referencia fija dada por el par de guías mecánicas y un sistema de medición móvil que detecta la posición del borde.
A medida que el sistema de medición se alinea con el cabezal láser, la desviación Y de cada punto se corrige continuamente. Pero este sistema no sólo corrige los posibles errores geométricos de las piezas.
Como el sistema de medición es un sensor 3D UHD, proporciona tanto la Y como la Z de la chapa en tiempo real. Utilizando la combinación de ambas mediciones se puede ordenar al láser que ataque la pieza directamente desde el exterior de la misma, reduciendo el tiempo del ciclo.
Esto es especialmente notable en omegas o trapecios, donde el tiempo de ciclo es muy corto y reducir unas décimas de segundo tiene un gran impacto.
Conjuntamente y en estrecha colaboración con el departamento de I+D de Fagor Automation, se ha creado un CNC específico para la línea de corte por láser y se han desarrollado algoritmos de control de corte de alta velocidad (HSC). Están modificados a las particularidades de la chapa en movimiento y fácilmente configurables para adaptarse a todo tipo de familias de piezas, lo que se traduce en una mayor productividad.
Diseñada con el mismo concepto de modularidad que la célula láser, la solución CNC puede adaptarse fácilmente a 1, 2 o 3 cabezales de corte. El estado de modulación del láser puede gestionarse de forma independiente para cada láser, lo que garantiza una buena calidad de la pieza en cuanto a rebabas.
Se trata de un sistema con un PLC síncrono integrado que permite la posibilidad de añadir aplicaciones en tiempo real, como el sistema de corrección de la desviación del borde de la banda, que permite mejorar las tolerancias de corte.
Además, gracias a este concepto integrado, se ha desarrollado un gemelo digital para calcular los índices de producción fuera de línea sin interrumpir la producción y permitir a los programadores elegir entre diferentes estrategias.
Reparto de la 1º carga de trabajo
Reparto de la 2º carga de trabajo