El taller adopta un enfoque de máquinas grandes y audaces para lograr el éxito en la fabricación
R-Tech Tool & Machine de Wamego, Kansas, inició su relación comercial con su proveedor de máquinas-herramienta clave, de forma totalmente opuesta a como lo habrían hecho la mayoría de los demás talleres. En lugar de un comienzo conservador con una tecnología quizá más pequeña y de precio moderado, el taller adquirió, en palabras de Doug Routh, presidente de R-Tech, "la máquina más grande y más mala" que ofrecía el proveedor. Luego fue descendiendo hasta adquirir también varios equipos de tamaño estándar.
Esta estrategia poco convencional ha funcionado muy bien en este taller de 25 años de antigüedad, que se ha convertido en uno de los proveedores de piezas mecanizadas más fiables de un fabricante de equipos pesados. De hecho, R-Tech está situada tan cerca de este importante fabricante de equipos de construcción y minería que ambas partes se benefician en términos de logística, plazos de entrega y rentabilidad.
La gran máquina que impulsó el crecimiento de R-Tech fue una enorme fresadora puente de doble columna con cambio de mesa doble y múltiples cabezales para su husillo. Esta máquina dio paso a la instalación de varios centros de mecanizado horizontales dentro de un sistema de fabricación flexible (FMS) totalmente automatizado, varios centros de torneado completos de 5 ejes y, más recientemente, un centro de torneado de pequeño tamaño con capacidad de fresado.
Routh nunca se ha arrepentido de la decisión de empezar a lo grande con las máquinas herramienta del taller. La gran máquina proporciona a R-Tech una ventaja competitiva e incluso le ha ayudado a conseguir nuevos trabajos. Además, según Routh, "siempre podemos hacer piezas más pequeñas en una máquina grande si es necesario, pero no tenemos la opción de cortar piezas grandes en máquinas pequeñas". Dicho esto, nuestras máquinas más grandes también se han convertido en el plan de reserva para nuestros trabajos más pequeños. Podemos configurar la máquina de puentes, por ejemplo, con varias piezas más pequeñas en sus dos mesas, y las ejecutará todas sin supervisión".
Y gracias a su gran máquina de puente, R-Tech es actualmente uno de los únicos talleres de la zona con una capacidad de mecanizado de piezas tan grande. La máquina también corta todas las fijaciones de soldadura de piezas del taller que, naturalmente, son de mayor tamaño que las piezas grandes que sujetan para soldar.
La máquina de puente de doble columna del taller es una VERSATECH V-140N de Mazak, al igual que los dos centros de mecanizado horizontal HCN-6000 del sistema Mazak PALLETECH totalmente automatizado de 32 palets. Dentro de ese FMS, un robot guiado por raíles carga y descarga las máquinas para mantenerlas en funcionamiento sin vigilancia y con las luces apagadas durante la noche. Las máquinas de 5 ejes del taller son máquinas multitarea Mazak INTEGREX i-200 e INTEGREX e-420H, mientras que la máquina de torneado más pequeña es un centro de torneado Mazak QUICK TURN 200M con capacidad multitarea.
La VERSATECH V-140N del taller ha mecanizado piezas de 12 pies de ancho por 20 pies de largo y 6 pies de alto, y ha cortado sus cinco lados. La capacidad de cambio de dos mesas de la máquina hace que el tiempo de preparación en R-Tech sea intrascendente. Mientras la máquina trabaja ininterrumpidamente en una mesa llena de piezas, los operarios pueden cargar o descargar la segunda mesa que está fuera de la zona de mecanizado.
Con un cabezal de husillo que se coloca en posición vertical, horizontal y en cualquier ángulo intermedio, el VERSATECH V-140N ofrece un rendimiento y una productividad insuperables en el mecanizado de piezas muy grandes. El cabezal realiza el mecanizado de varias caras en 5 ejes en configuraciones individuales para reducir significativamente la manipulación y el reposicionamiento de piezas grandes de R-Tech, al tiempo que aumenta la precisión de corte.
"Los clientes no pagan por el tiempo de instalación", afirma Routh. "Tienes que hacer todo lo que esté en tu mano para cumplirlos lo antes posible o eliminarlos por completo de la ecuación".
La mayoría de las piezas realizadas en el VERSATECH V-140N implican largos alcances de herramienta y taladros profundos con numerosas obstrucciones, y estas características dificultan la realización de las piezas en los CMH convencionales. "Antes teníamos una vieja fresadora horizontal manual y nos las arreglábamos con ella", explica Routh. "Pero para mantener nuestra competitividad, en cuanto a costes, teníamos que mejorar en cuanto a tiempos de preparación y rendimiento de las máquinas".
En lo que se refiere al aumento de la producción, el sistema PALLETECH del taller con sólo los dos HCN-6000 de Mazak, según Routh, eliminó la necesidad de seis HMC más antiguos de marcas diferentes en el taller. El sistema automatizado también ha aumentado significativamente la productividad de los trabajadores del taller, de modo que en lugar de seis operarios trabajando con una máquina cada uno, ahora tres de ellos supervisan la célula, mientras que los otros tres pueden trabajar con otras máquinas.
Para un posicionamiento rápido y preciso de los ejes, el HCN-6000s se desplaza rápidamente a 2.362 ipm por eje y acelera/desacelera a 0,7 G, mientras que los servomotores de CA de alta ganancia y alta potencia proporcionan a R-Tech un movimiento de ejes preciso y sin vibraciones. Las máquinas incluyen de serie la posibilidad de cambiar dos palés, y el sistema está prediseñado para interactuar perfectamente con el sistema PALLETECH.
"Cuando se trata de operaciones sin luz, el software de gestión de vida útil de la herramienta de Mazak ha demostrado ser clave para obtener la mayor parte del funcionamiento sin supervisión de nuestro molino puente y los HMC en el FMS", dijo Routh. Una de las HCN 6000 tiene capacidad para 120 herramientas y la otra para 180. Pocos de los trabajos del taller permiten el uso de utillaje redundante, por lo que cuando se ejecutan hasta ocho o diez trabajos con números de pieza diferentes durante la noche, la célula puede utilizar ocasionalmente todo el utillaje. Pero cuando la mezcla de trabajo es la adecuada, según Routh, la célula funciona fácilmente toda la noche.
Siempre que sea posible, el taller desbastará las piezas durante la noche en el sistema PALLETECH y, a continuación, las acabará en sus máquinas INTEGREX i-200 y e-420H de 5 ejes. Ambas máquinas combinan las capacidades de un centro de torneado de alta potencia y un centro de mecanizado de funciones completas para tornear, fresar, taladrar y perforar de forma productiva, al tiempo que ofrecen mecanizado simultáneo en 5 ejes. Cada máquina cuenta con un husillo de torneado principal y un husillo de fresado montado verticalmente con eje B giratorio. Todo ello proporciona a R-Tech la capacidad de procesamiento DONE IN ONE® de Mazak para los trabajos más complejos del taller, como los componentes internos para martillos neumáticos industriales.
Estas piezas de martillo implican tolerancias extremadamente ajustadas y mucho arranque de metal. Por ejemplo, un componente de manguito de desgaste tiene requisitos de diámetro interior y cilindricidad que deben mantenerse dentro de un margen de +/- 0,0004". En el caso de las soldaduras del taller, el arranque de material es mínimo, pero su gran tamaño supone un verdadero reto a la hora de mecanizarlas.
Con capacidad de fresado en su torreta de herramientas, el centro de torneado QUICK TURN 200M de Mazak proporciona a R-Tech capacidad multitarea para sus piezas relativamente más pequeñas. Por ejemplo, la máquina corta muchos de los componentes del soporte que se montan en los manguitos de desgaste de los martillos y, según Routh, las piezas algo más pequeñas son igual de intrincadas y complejas de mecanizar que los propios manguitos.
Routh puso en marcha el taller con un torno CN y una fresadora CN. Desde entonces, la tienda ha crecido hasta los tres edificios actuales, y su mujer, su hija y sus tres hijos participan ahora en el negocio. El hijo mayor, Josh, se encarga de las compras, y sus hijos gemelos Jordon y Jacob son capataces del taller mecánico, mientras que su hija Chantel es la directora de la oficina y su esposa Rachelle es copropietaria y vicepresidenta. La tienda emplea actualmente a 60 personas, y Routh espera que esa cifra aumente en 10 o 15 en un futuro muy próximo.
Además de la maquinaria pesada, R-Tech fabrica componentes para atracciones de parques de atracciones, centrales eléctricas, locomotoras y vagones de ferrocarril, así como para estructuras arquitectónicas. La mayor parte del trabajo del taller se realiza con acero laminado en caliente resistente a la abrasión y grandes piezas soldadas.
La mayoría de las piezas se fabrican a partir de planchas de acero en bruto que se queman, se doblan, se sueldan, se mecanizan y se pintan. Otras piezas se fabrican a partir de barras y algunas son piezas de fundición que pueden pesar entre 5.000 y 40.000 libras, y las tolerancias pueden ser tan estrechas como +/- 0,0004" en orificios de 2,500" de diámetro y 12" de profundidad.
Intentamos mantenernos en la gama de piezas de tamaño medio-grande", afirma Routh. "Para nosotros, las piezas medianas son las que pesan 1.000 libras o más, y las realmente grandes son las que pueden pesar más de 43.000 libras. Una capacidad como la de nuestros Mazaks nos proporciona un nicho contra el que la mayoría de los talleres no pueden competir. Además, el mecanizado de piezas grandes tiende a quedarse en este lado del charco por los costes logísticos. Y eso también juega a nuestro favor".