ANCA obtiene patente para técnica de control de temperatura

Por Pat Boland, ANCA, cofundador y director general ANCA, fabricante de máquinas herramienta con sede en Melbourne, Australia, recibió una patente estadounidense para el control de temperatura del motor, una técnica que mejora drásticamente la estabilidad de las máquinas herramienta de precisión.

Problema por resolver

Un elemento clave de las máquinas herramienta es el husillo que sostiene y acciona la herramienta de corte que mecaniza la pieza de trabajo. Cualquier error dimensional en el husillo se reflejará como error dimensional en la pieza de trabajo.

Una técnica común en las máquinas herramienta modernas es utilizar husillos motorizados donde el motor impulsor es una parte integral del husillo. La patente de ANCA es una forma de mantener el husillo motorizado a una temperatura constante. Un problema importante en el uso de máquinas herramienta de precisión es el impacto de los cambios de temperatura, particularmente en la temperatura del husillo.

Los cambios en la temperatura de la máquina herramienta pueden deberse a cambios en la temperatura ambiente, la temperatura del refrigerante, el tiempo de funcionamiento, las rpm del husillo y la carga del husillo.

Solución

La solución de NCA es controlar activamente la temperatura del husillo variando las pérdidas eléctricas en el elemento del motor y al mismo tiempo mantener la velocidad y la carga del motor del husillo. Esto se logra mediante el uso de firmware especial en el amplificador del accionamiento del husillo. Aunque simple en concepto, en la práctica esto es un gran paso adelante en la tecnología de fabricación.

Ejemplos de aplicación del MTC

Tiempo de calentamiento más rápido Un enfoque casi universal para el mecanizado de precisión es hacer funcionar la máquina en un ciclo de calentamiento para que todos los elementos de la máquina alcancen cierto nivel de estabilidad térmica. Normalmente, este ciclo de calentamiento durará aproximadamente media hora. Usando MTC, este tiempo se puede reducir a unos 5 minutos. La Figura 1 muestra el impacto del MTC en el calentamiento activo del husillo para alcanzar rápidamente la temperatura de trabajo.

Estabilidad en el rectificado por lotes de fresas La Figura 2 muestra los resultados del rectificado de dos lotes de fresas de 6 mm de diámetro, con y sin MTC.

Rectificado de una cortadora biseladora Los vehículos eléctricos incorporan una caja de cambios de alta velocidad en su transmisión. La precisión de los componentes de esta caja de cambios afectará la vida útil, la eficiencia y el ruido de los vehículos eléctricos.

La Figura 3 muestra una cortadora típica que se utiliza para fabricar engranajes internos y externos y determinará su precisión. ANCA fabrica una máquina especial, la GCX, para rectificar esta clase de herramientas.

MTC es una tecnología clave que permite que esta máquina produzca cortadores de clase AAA. En primer lugar, se utiliza para controlar la temperatura de un husillo rectificador que se utiliza para crear un perfil de alta precisión en la muela abrasiva. MTC también se utiliza para controlar la temperatura del husillo de rectificado principal durante hasta 12 horas de rectificado continuo. La Figura 4 muestra los resultados de la medición de la precisión del contorno de un diente y la precisión del índice para todos los dientes.

Resumen El control de temperatura del motor (MTC) es una innovación importante en la tecnología de máquinas herramienta. Mejora la precisión y la estabilidad controlando la temperatura de los elementos motorizados de la máquina mediante un software especial en el amplificador del accionamiento del husillo. Reduce drásticamente el tiempo necesario para que una máquina alcance la temperatura de trabajo.

Fluido que reduce la acumulación de temperatura en la interfaz herramienta/pieza de trabajo durante el mecanizado. Normalmente toma la forma de un líquido como soluble o mezclas químicas (semisintéticas, sintéticas) pero puede ser aire presurizado u otro gas. Debido a la capacidad del agua para absorber grandes cantidades de calor, se usa ampliamente como refrigerante y vehículo para diversos compuestos de corte, y la relación agua-compuesto varía según la tarea de mecanizado. Ver fluido de corte; fluido de corte semisintético; fluido de corte en aceite soluble; fluido de corte sintético.

Eliminación de materiales indeseables de muelas abrasivas "cargadas" utilizando un diamante de una o varias puntas u otra herramienta. El proceso también deja al descubierto puntas abrasivas afiladas y no utilizadas. Ver carga; verdad.

Operación de mecanizado en la que se elimina el material de la pieza de trabajo mediante una muela abrasiva motorizada, piedra, correa, pasta, lámina, compuesto, lodo, etc. Toma varias formas: rectificado de superficies (crea superficies planas y/o cuadradas); rectificado cilíndrico (para formas cilíndricas y cónicas externas, filetes, socavados, etc.); rectificado sin centros; biselado; rectificado de hilos y formas; rectificado de herramientas y cortadores; molienda brusca; lapeado y pulido (pulido con granos extremadamente finos para crear superficies ultralisas); bruñido; y rectificado de discos.

Rueda formada a partir de material abrasivo mezclado en una matriz adecuada. Adopta una variedad de formas, pero se divide en dos categorías básicas: una que corta en su periferia, como en el rectificado alternativo, y otra que corta en su costado o cara, como en el rectificado con herramientas y cortadores.

Mecanizado y medición según estándares exigentes. Cuatro consideraciones básicas son: dimensiones o características geométricas como longitudes, ángulos y diámetros cuyos tamaños se especifican numéricamente; límites, o los tamaños máximos y mínimos permitidos para una dimensión específica; tolerancias, o las variaciones totales de tamaño permitidas; y tolerancias, o las diferencias prescritas en dimensiones entre piezas acopladas.