Prensas troqueladoras mecánicas actuadas mediante un servo motor. Por Dennis Boerger, Gerente de Producto: AIDA-America Corporation

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Juan Luis Duarte Quintana
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1 Prensas troqueladoras mecánicas actuadas mediante un servo motor. Por Dennis Boerger, Gerente de Producto: AIDA-America Corporation Por muchos años, los usuarios de prensas mecánicas han tomado como un hecho, el que si estas máquinas cuentan con la habilidad de variar su velocidad y la longitud de la carrera, así como alterar el movimiento del carro, podrán mejorar sus operaciones, elevando la calidad de las partes producidas e incrementando la productividad de sus prensas y troqueles. Sin embargo, debido a que la transmisión de las prensas mecánicas está basada en una plataforma de diseño muy rígida, el contar con la habilidad para variar la velocidad o la longitud de la carrera y el modificar el movimiento del carro (en la medida de lo posible), incrementa significativamente el precio de dichas máquinas. También, la adición de automatización a las prensas, se ha hecho más compleja, cuando más variables son integradas a la línea de producción. A pesar de la dificultad del diseño de la máquina y su respectivo costo adicional, las características de ajuste estuvieron disponibles en las prensas mecánicas. Con el tiempo, la velocidad variable se ha convertido en la norma a seguir en casi la mayoría de las máquinas nuevas, aunque, la modificación del movimiento del carro y los ajustes en la longitud de la carrera han permanecido como algo menos común. Los sistemas con transmisión mediante leva (link), o de tipo articulación (knuckle), han posibilitado la modificación de los movimientos del carro en un mayor número de prensas mecánicas, aunque, por otra parte, los ajustes de la longitud de la carrera se han limitado principalmente a las prensas de alta velocidad (velocidades mayores de 200 golpes por minuto). Desarrollo de las Prensas Servo. Hace 10 años (1993), AIDA, comenzó a desarrollar una transmisión para prensas mecánicas que pudiera incorporar la muy deseable capacidad de ajuste a un costo que pudiera hacerlas atractivas en el mercado. El resultado de ese esfuerzo de desarrollo fue la introducción en de la primera prensa actuada mediante una transmisión de tipo Servo (VER FIGURA # 1). La primera y segunda generación de prensas AIDA con tecnología Servo, utilizaban Servo motores de Alta Velocidad y Bajo Par de Torsión, y fueron desarrolladas para la industria de moldeo por inyección de plástico. Aunque estos servo motores eran adecuados para procesos tales como grabado o corte de piezas planas (blanking), su limitado par de torsión /energía, restringía severamente su uso en aplicaciones que requirieran formado. Figura # 1 Estas limitaciones obvias hicieron a estos servo motores imprácticos para su uso en trabajo normal de prensas. Otro problema con los motores de Altas Revoluciones por Minuto y Bajo Par de Torsión es que no se encuentran disponibles para prensas de gran tonelaje, teniendo por ello que combinar múltiples motores (de este tipo) en conjunto con complejas transmisiones, en los cuales resulte posible convertir las elevadas revoluciones por minuto en un movimiento del carro en formal vertical y plenamente controlable. Estas complejas transmisiones, conllevan una gran cantidad de costos adicionales, además de que resultan muy difíciles de mantener (VER FIGURAS # 2 y # 3). Copyright 2003 AIDA-America Corporation. TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS. 1

variar su velocidad y la longitud de la carrera, así como alterar el movimiento del carro, podrán mejorar sus operaciones, elevando la calidad de las partes producidas e incrementando la

2 Finalmente, estas transmisiones consumen una gran cantidad de energía, por lo que el costo de operación resulta excesivo. Como resultado, AIDA ofreció prensas Servo con una transmisión muy sencilla, pero limitado hasta un máximo de 110 toneladas de capacidad, orientadas a aplicaciones especiales de troquelado y de muy alta precisión. Este no pretendía ser un producto de línea sino para aplicaciones especiales por lo que no fue ofrecido al mercado en general. Es el Servo Formado, a través del uso de la tecnología ServoPro adecuado para su operación? Para determinar si una operación de troquelado es candidata para esta nueva y significativa tecnología, es necesario responder cinco preguntas, ya sea con un sí o con un no. 1) Le resultaría benéfica la posibilidad de variar la longitud de la carrera y la velocidad de operación de su prensa, para efecto de optimizar una variedad de trabajos? (FIGURA #4) Figura #2 Figura #3 Hace cinco años (1999), y debido a las limitaciones de las transmisiones de altas revoluciones por minuto y a la fragilidad de las flechas sin fin, AIDA decidió seguir un camino radicalmente distinto en el desarrollo de una prensa con transmisión por servomotor pero que contara con la flexibilidad y durabilidad requeridas para el troquelado general. Este proceso tuvo como resultado nuestro más reciente producto, la tecnología ServoPro de AIDA. Figura #4 1) El poder programar la curva de movimiento del carro de la prensa, mejoraría la calidad de las piezas troqueladas e incrementaría su productividad? (FIGURA #5) Figura #5 Copyright 2003 AIDA-America Corporation. TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS. 2

alta precisión. Este no pretendía ser un producto de línea sino para aplicaciones especiales por lo que no fue ofrecido al mercado en general.

3 Realiza trabajos que se beneficiarían al incrementar la permanencia del carro en el punto inferior de la carrera, en la zona de trabajo del troquel? (FIGURA #6) Figura #8 Figura #6 2) Existe algún beneficio derivado de la optimización de la relación entre la carrera de la prensa y los ciclos de automatización para incrementar el rendimiento? (FIGURA #7) Si su respuesta es Sí a una o más de las preguntas anteriores, entonces su operación de estampado es candidata para el Servo Formado con la tecnología ServoPro. La verdad es que prácticamente cualquier operación de troquelado podría obtener enormes beneficios con la aplicación de la tecnología de Servo Formado Por qué es mejor la tecnología ServoPro de AIDA? Lo que hace diferente a la tecnología ServoPro de AIDA, son sus servomotores con elevado par de torsión y bajas revoluciones por minuto, mismos que han sido desarrollados para capacidades de hasta 300 toneladas métricas (en un solo motor). En este momento ya se estan desarrollando servomotores para capacidades de tonelaje mayores (VER FIGURA #9) Figura #7 3) Realiza trabajos en los que utilice materiales de alta resistencia o materiales exóticos, o realiza roscados u operaciones de ensamble que pudieran beneficiarse de un movimiento programable del carro? (FIGURA #8) Figura #9 Estos servomotores con elevado par de torsión y bajas revoluciones por minuto, están diseñados para su uso en general de troquelado, incluyendo Copyright 2003 AIDA-America Corporation. TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS. 3

(FIGURA #7) Si su respuesta es Sí a una o más de las preguntas anteriores, entonces su operación de estampado es candidata para el Servo Formado con la tecnología ServoPro.

4 operaciones de formado. El consumo de energía ha sido drásticamente reducido, hasta el punto donde resulta equiparable al de una prensa mecánica convencional empleada en la mayoría de aplicaciones. La transmisión directa es obtenida, mediante el acoplamiento del servo motor, al engrane principal y a su vez, a la flecha excéntrica de la prensa (VER FIGURA #10), eliminando el volante, el embrague y el motor principal, utilizado en todas las prensas mecánicas. Figura #10 Con esta transmisión directa, las longitudes de carrera, los límites de capacidad por encima del punto muerto inferior, el par de torsión y la energía, permanecen iguales que en los de una prensa mecánica convencional, características que las transmisiones ilustradas en las figuras #2 y #3, no pueden alcanzar. Figura #11 Conforme la tecnología ServoPro avance a prensas de lados rectos de mayor capacidad, múltiples Servo motores serán usados y acoplados en forma conjunta en una transmisión integrada, (VER FIGURA #11) en vez de funcionar de manera independiente, tal y como se muestra en la figura #3. Esto asegurará que el carro se mantenga lo más paralelo posible a la mesa de la prensa, sobre todo, durante operaciones de estampado en las que se pueden presentar cargas descentradas en el troquel. La tecnología AIDA ServoPro emplea los mismos tipos de bastidores y estructuras utilizados por AIDA en sus prensas estándar de Bastidor en C, así como en las de lados rectos. Las características de baja deflexión y los reducidos claros y tolerancias totales, los cuales hacen que las prensas AIDA funcionen tan bien, ahí están, con la salvedad de que ahora, el volante, el embrague y el motor principal han sido reemplazados con el motor ServoPro, de alta capacidad. Copyright 2003 AIDA-America Corporation. TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS. 4

y el motor principal, utilizado en todas las prensas mecánicas.

5 Conclusión A medida que la competencia en la Industria del estampado continúa haciéndose cada vez más intensa, las compañías que sobrevivan y prosperen, serán aquellas que abracen las nuevas tecnologías y las utilicen para mejorar continuamente la calidad de las piezas troqueladas, la productividad de su equipo de manufactura, la vida de sus troqueles y la flexibilidad de sus células de manufactura. El Servo Formado es una tecnología que ofrece a los estampadores, la oportunidad de mejorar en todas estas áreas. La tecnología ServoPro de AIDA, se ha saltado algunos pasos en la evolución del estampado tradicional y los estampadores están a punto de cosechar estos beneficios. Copyright 2003 AIDA-America Corporation. TODOS LOS DERECHOS RESERVADOS. 5

de sus células de manufactura. El Servo Formado es una tecnología que ofrece a los estampadores, la oportunidad de mejorar en todas estas áreas.

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