El futuro de los centros de mecanizado

El desarrollo tecnológico en la industria no se detiene: más máquinas inteligentes aparecen en el panorama, y cada vez más inmersas en la internet de las cosas (IIoT, por sus siglas en inglés), lo que está dando lugar a una nueva generación de productos y tecnologías que revolucionan la producción metalmecánica a través de Big Data.

Diversos fabricantes de máquinas-herramienta y, en particular, de centros de mecanizado, de todas las latitudes, buscan el liderazgo en la manufactura basada en datos, con modernas máquinas, software avanzado y prácticas de interconectividad que ya se pueden aplicar hoy, pero que seguirán desarrollándose en el futuro.

Es bien sabido que hay mayores exigencias para que las máquinas-herramienta alcancen altas velocidades y mayor eficiencia, pero también para que sean cada vez más “verdes” y contribuyan a la reducción de costos.

“Las empresas exigen a sus proveedores disponer de máquinas CNC fabricadas con materiales amigables con el medio ambiente. La competencia actual exige productos de alta calidad a un precio asequible, y para lograrlo busca proveedores que utilicen equipos de última tecnología, que manejen costos de producción muy bajos y que tengan una gran flexibilidad para el cambio de modelos de productos”, resume Benito Martínez, gerente de aplicaciones, ingeniería y proyectos de Grupo Hi-Tec.

En este último artículo de la serie para conmemorar el aniversario 20 de la revista Metalmecánica, algunos especialistas en centros de mecanizado nos hablan sobre los nuevos desarrollos que podríamos ver en las próximas dos décadas en cuanto a tecnología para mecanizado.

Conectividad inalámbrica y automatización

Los avances en controles numéricos han sido considerables, sobre todo por las ventajas de comunicación que ofrecen y porque han permitido eliminar la computadora esclava que se utilizaba para comunicar vía RS232, asegura Héctor Núñez Moreno, ingeniero de soporte técnico de Maincasa, distribuidora de maquinaria, equipo y herramienta industrial.

En la actualidad, la comunicación se realiza ―dice― mediante dispositivos de almacenamiento portátil como la tarjeta Compact Flash y la unidad USB, los preferidos por los clientes, debido a la portabilidad que representan. También existe la comunicación vía Ethernet, que debe ser configurada a un servidor, la cual desde su punto de vista es innecesaria, pues se requiere una computadora esclava de nueva cuenta.

Así que desde la óptica de la informática, a decir de Héctor Núñez, la tendencia es hacia la conectividad inalámbrica en los siguientes años. “El desarrollo de los controles numéricos podría ser sorprendente, puesto que la comunicación se realizaría de forma inalámbrica como el prototipo de Mazak, en el que lograron enlazar el CNC a través de la red, con acceso al smartphone, monitoreando el 98 % de sus funciones”.

Por lógica, el desarrollo no para ahí, pues según el Consorcio Internacional de Internet (IIC, por sus siglas inglés), sin duda, el internet industrial o IIoT con su ola de cambio tecnológico, traerá oportunidades sin precedentes, además de nuevos riesgos a los negocios y la sociedad. Y se combinará el alcance global de internet con una nueva capacidad de controlar directamente el mundo físico, incluidas las máquinas, fábricas e infraestructuras para definir un nuevo panorama.

El IIC pronostica que a medida que IIoT se arraigue en todas las industrias, conducirá a una estructura caracterizada por ser altamente automatizada y con producción flexible.

“Este desarrollo requerirá un uso generalizado de automatización y máquinas inteligentes para complementar el trabajo humano. Como resultado, la cara de la futura fuerza laboral cambiará drásticamente, junto con las habilidades necesarias para tener éxito en una economía mucho más automatizada”, dice un informe del IIC.

Carlos G. Mortera, director internacional para América Latina de la Asociación de Tecnología para Manufactura (AMT), coincide, pues en su experiencia, el uso de equipo automatizado para ser utilizado junto con máquinas-herramienta, como robots, transportadores automatizados, servomotores, servocontroladores y, o, sistemas con interfaz de máquinas y equipos periféricos, cuatro y cinco ejes, también son una tendencia en la manufactura.

Incluso, no descarta que en 15 o 20 años, lo que hoy son solo prototipos de mejora en las máquinas-herramienta, como los sistemas de cámaras dentro de las cabinas para mayor precisión operativa de ajuste entre hombre y máquina, los sistemas de autoajuste (offsets) o autocalibración, los sistemas hidrodinámicos de potencia, los motores lineales, la animación por gráficos, etcétera, dejen de ser opcionales y se conviertan en un estándar.

Lo que es un hecho, según el vicepresidente ejecutivo de las divisiones Digital Factory y Process Industries and Drives, de Siemens Mesoamérica, es que estamos a un paso de la cuarta revolución industrial, donde ya no solo se trata de máquinas conectadas a una computadora, sino computadoras que se conectan entre sí.

“La tercera revolución ocurrió cuando iniciamos los procesos de automatización en las plantas hace treinta años más o menos, y en la que está, por ejemplo, la mayoría de empresas en México. La cuarta nos trae la unión, la interconexión de estas islas automatizadas, islas que hoy no necesariamente están interconectadas, no se hablan entre sí, por lo tanto, no estamos optimizando el proceso completo”, dice.

Y menciona la planta de Siemens en Amberg, Alemania, su Digital Factory, reconocida varias veces como la mejor planta europea por su 99,99 % de confiabilidad, que es una imagen del futuro próximo en la era de la Industria 4.0. Computadoras y máquinas controlan 75 % de la cadena de valor y el resto es trabajo realizado por personas. Se producen 12 millones de PLC al año, con cerca de 1.000 modelos, y gracias a la base de datos del ciclo de vida, cada producto es rastreable.

Flexibles y multitareas

Para reducir los costos y prosperar en el mercado global, las empresas metalmecánicas necesitan ser ágiles, flexibles y de reacción rápida; por ello, los centros de mecanizado se están quedando limitados en sus capacidades, así que ya estamos viendo ―dice Bob Henry, vicepresidente de Makino, en su editorial de la publicación Competitive Production― nuevas tecnologías y metodologías, desde la adopción de centros de mecanizado de alto desempeño y sistemas de automatización flexible, la reducción de setup, hasta la mejora en sistemas de fijación y gestión de herramienta y prácticas de programación simplificadas.

Así mismo, añade Carlos G. Mortera, los equipos multi-task o multitareas (combinación de torno y centro de maquinado), han incrementado su implementación dentro de la manufactura, y todo indica que desplazarán o suplirán a los centros de maquinado y los tornos, en corto tiempo (menos de 15 años).

Benito Martínez, de Grupo Hi-Tec, señala que las máquinas de siete, ocho y nueve ejes, están desplazando completamente a las clásicas máquinas CNC de tres y cinco ejes. Los diseños actuales permiten que en un solo montaje la pieza se finalice por todos lados; desde luego, facilitó mucho las cosas el gran avance que tuvieron las máquinas al integrar como parte de ellas los dispositivos de sujeción.

La última generación de máquinas dedicadas al maquinado de forjas y fundición cuentan con escáneres que determinan los excedentes de material y autoajustan los programas de corte, además de que al terminar las piezas también obtienen los reportes dimensionales de las partes.

Pero el futuro de los centros de mecanizado podría ser todavía más interesante, según la visión de Héctor Núñez, de Maincasa, ya que serán más ágiles debido a la incorporación de ejes más flexibles y drivers de estado sólido; incorporarán también la nanotecnología en los maquinados para tener mejor control en el acabado de las superficies Nurbs.

Prevé que el siguiente paso a la nanointerpolación será en el corto plazo el picointerpolación, que además de mejorar los acabados superficiales, reduciría los tiempos de ciclo ayudado por un láser o fotocelda que detecte los errores, es decir, los haría evidentes antes de que sucedan.
Finalmente, por las exigencias de mayor control de los equipos y la personalización, se podrían integrar los lectores de huellas digitales y de iris, además de que su manejo sería semiautomático, mediante un dispositivo capaz de escanear los movimientos de las manos para el detallado de zonas que requieran especial atención, acompañado de una pantalla táctil que muestre esas zonas con un zoom dinámico, pudiéndose interrumpir la operación del equipo y reiniciar el programa con un comando de voz, sin necesidad de leerlo todo desde el principio… Suena futurista, pero no imposible.