La rápida evolución de la tecnología moderna de corte por láser.

Las máquinas de corte por láser actuales tienen tareas automatizadas que ni siquiera los sistemas más avanzados de hace unos años podían realizar. El ritmo del cambio tecnológico en el corte por láser ahora se mide por meses, no por años.

La velocidad a la que funcionan las máquinas de corte por láser de fibra es difícil de ignorar. Hacen que las máquinas de corte por láser de CO2 de hace sólo 10 años parezcan terriblemente lentas.

Pero la velocidad no es la única razón por la que los fabricantes de metales invierten regularmente en nuevas capacidades de corte por láser. Las máquinas actuales tienen tareas automatizadas que incluso los sistemas más avanzados de hace unos años dependían de la intervención del operador para realizarlas.

A medida que los fabricantes de metales aprenden a hacer más con menos (no por elección propia, sino debido al ajustado mercado laboral), se apoyan en la tecnología para mantener la producción moviéndose eficientemente en el taller. Ese mismo pensamiento se aplica al corte por láser. Considere lo que la tecnología de corte por láser de última generación hace por el fabricante de metales de hoy en día.

De enero de 2020 a agosto de 2021, los precios del acero aumentaron un 219%. Por poco frecuentes que sean, aún representan un riesgo para cualquier taller de trabajo que no esté en óptimas condiciones financieras.

Aquí es donde los potentes algoritmos de anidamiento, que se encuentran en el moderno software de programación de máquinas de corte por láser, pueden marcar la diferencia. Un fabricante de metales puede pasar de nidos estáticos simples que coinciden con el flujo de trabajo a través del taller a nidos más dinámicos donde se pueden incluir diferentes trabajos en el mismo nido para maximizar la utilización del material y reducir los desechos.

Este tipo de potencia de programación da como resultado nidos con corte de línea común más inteligente. Por ejemplo, el láser realiza un corte que acaba siendo un borde común para dos partes distintas. La potencia informática puede tomar esa disposición de anidamiento y expandirla para incluir cuatro partes que podrían compartir líneas de corte en una cuadrícula de dos por dos o incluso una colección de diferentes partes que comparten un borde común resultante de un corte.

Los algoritmos de anidamiento actuales son simplemente más sólidos que los de hace cinco años. La potencia informática disponible para las máquinas actuales las hace mucho más eficientes a la hora de descubrir no sólo la mejor manera de colocar tantas piezas como sea posible en una hoja sin desperdiciar demasiado material, sino también a la hora de calcular la forma más eficiente de realizar los cortes para maximizar tiempo de producción y minimizar el desgaste de los consumibles.

Si un operador de láser ha trabajado durante al menos 10 años o más, recordará lo que se necesitaba para garantizar un corte adecuado. Tenían que estar más involucrados con el proceso de corte, estando al tanto de numerosos factores, como inspeccionar, cambiar, centrar la boquilla y calibrar la posición de enfoque manualmente para garantizar que fuera correcta para cada configuración de material. No hace falta decir que preparar el láser para cortar no fue tan fácil como presionar un botón.

Hoy en día, es necesario contar con un operador, pero gran parte de la intervención manual que se requería con las generaciones anteriores de tecnología de corte por láser realmente no es necesaria. La idea detrás de las máquinas actuales es que un taller fabuloso necesita que un operador se familiarice y se sienta cómodo con el equipo en un corto período de tiempo. Parte de la razón por la que una empresa puede invertir en tecnología de corte por láser más nueva es para disfrutar de eficiencias de corte mejoradas, y eso no puede suceder si la máquina no produce piezas porque nadie sabe cómo operarla.

Es por eso que los controles actuales están diseñados para parecerse a algo que se encuentra en las tabletas. Los iconos prevalecen y los operadores pueden deslizar el dedo por la pantalla para activar los comandos. Los controles están diseñados para aquellos que probablemente nunca antes hayan trabajado en la industria.

La inteligencia artificial incorporada en los controles de las máquinas permite que las máquinas de corte por láser entreguen piezas que cumplan constantemente con las especificaciones de calidad.

Dado lo ocurrido durante la pandemia, esta simplificación de la interfaz de control es oportuna. Por ejemplo, cuando los restaurantes y hoteles cerraron en 2020 porque todos se quedaron en casa y suspendieron sus planes de viaje, muchos de estos trabajadores desplazados encontraron trabajo en el sector manufacturero. Es posible que hayan necesitado una curva de aprendizaje mucho más larga para familiarizarse con las máquinas más antiguas, pero con la interfaz de control fácil de usar y las funciones de automatización actuales, la curva de aprendizaje se ha comprimido increíblemente.

Considere lo que era necesario hace sólo 10 años si un operador de láser notara rebabas excesivas en la parte inferior de las piezas cortadas con láser. Un operador habría tenido que manipular el enfoque o tal vez ajustar la velocidad de corte para ralentizar un poco el corte. Ahora, la máquina puede utilizar inteligencia artificial (IA) para ajustar los parámetros de corte sobre la marcha y evitar la creación de rebabas. Lo hace automáticamente. La máquina posee la experiencia, por lo que el operador no necesita cientos de horas de experiencia en la máquina para ser eficaz.

¿Quieres otro ejemplo? Hablemos del test de inyectores, que también solía ser un proceso manual. Si el operador notara bordes defectuosos cortados con láser, tendría que detener la producción para ver si la boquilla estaba dañada. Ahora el equipo cuenta con una cámara que mapea la cara de la boquilla y observa el orificio, evaluando la calidad y vida útil. Luego, el operador ve una representación visual de esa boquilla. Si está verde, la máquina considera otros parámetros de corte y realiza los ajustes necesarios. Si es amarillo o naranja, hay algún daño y es posible que sea necesaria una boquilla nueva. Si está rojo, la máquina no utilizará la boquilla porque sabe que la boquilla sería responsable de malos resultados de corte. En muchos casos, es posible que el operador de la máquina de corte por láser ni siquiera sepa que se está llevando a cabo esta revisión de las boquillas.

Para ver otro buen ejemplo, observe hasta dónde han llegado los ajustes de la distancia focal. En el pasado, la distancia focal se ajustaba al tipo de lente de enfoque utilizada, que normalmente se encuentra en un cartucho. Al cortar calibre 20. material, un 5 pulgadas. La lente se usaba comúnmente porque producía cortes de mejor calidad y velocidades de corte rápidas. Un 7,5 pulgadas. La lente era buena porque podía cortar 20 ga. y luego corte 1 pulgada, pero no cortaría 20 ga. tan rápido como podría con un 5 pulgadas. lente. También hubo uno de 10 pulgadas. lente, y eso fue para el procesamiento de nitrógeno espeso.

Incluso cuando debutó el corte por láser de fibra, era la misma idea. Las tiendas pueden tener 4, 5 u 8 pulgadas. lente, todo dependiendo del tipo de material y gas de asistencia que se utilice.

En todos estos diferentes escenarios de lentes, el operador tuvo que cambiar la lente. En realidad, nunca fue una tarea difícil, pero introdujo la posibilidad de error humano y reducción de la productividad. Cualquiera que haya estado involucrado en el cambio de lentes diría que no lleva tanto tiempo, y eso es cierto en la mayoría de los casos. En poco menos de un minuto, el operador de una máquina de corte por láser podría desconectar el cartucho con la lente, devolverlo a un área de almacenamiento cercana, insertar el nuevo cartucho y comenzar a cortar. Pero como parte de ese procedimiento de cambio de lentes, las mejores prácticas exigían limpiar la lente antes de colocarla en la máquina. Eso podría extender el cambio a unos cinco minutos con un operador eficiente. Tómese esos mismos cinco minutos y considere el tiempo de inactividad para cada cambio de lentes en cada turno durante un año. Eso es mucho tiempo de corte perdido.

Ahora, los cabezales de corte pueden ajustar la distancia focal sin cambiar la lente. Los mismos cabezales de corte pueden tener un ajuste de 3,75 pulgadas a 10 pulgadas. Un operador de la máquina selecciona el tipo de material y el grosor en el panel de control, y la longitud de enfoque real cambia automáticamente.

De hecho, las máquinas de corte actuales pueden ajustar una distancia focal adaptada al trabajo exacto. En lugar de estar encerrado en un 5 o 7,5 pulgadas. lente, una máquina de corte por láser moderna puede ajustarse a una longitud de 0,05 pulgadas. incrementos. La flexibilidad está integrada en la máquina para obtener la mejor calidad, el mejor rendimiento o la mejor combinación de calidad y rendimiento.

Mientras que los operadores solían ser el control de calidad de facto del rendimiento de la máquina de corte por láser, ya no tienen que soportar esa carga cuando trabajan con una nueva máquina de corte por láser. Se ha introducido la IA para ayudar a que las piezas de calidad sigan saliendo de la máquina, incluso cuando un operador sin experiencia está al mando.

El cabezal de corte está equipado con una cámara y un micrófono al lado. Ahora, al igual que un operador experimentado que puede darle la espalda a una máquina y saber que la configuración del proceso es correcta con solo escucharla, la máquina puede hacer lo mismo. Escucha y observa el proceso de corte en tiempo real y sabe cómo se ve y suena un buen corte. Por ejemplo, cuando el corte es bueno, la máquina acelera hasta determinar que se alcanza la velocidad óptima y al mismo tiempo mantiene una calidad óptima del borde, lo que aumenta aún más la productividad.

Los brazos automatizados de clasificación de piezas ahora vienen equipados con herramientas ubicadas en el cabezal giratorio. Ya no es necesario que el brazo vaya a una estación de herramientas para realizar un cambio.

Este tipo de IA es muy sofisticada, hasta el punto de que puede distinguir entre perder el corte y simplemente hacer un mal corte. Digamos que el cabezal de corte detecta una rebaba en una pieza. El cabezal de corte finaliza la función, pero luego de que el cabezal se levanta, la máquina toma fotografías de la boquilla para determinar si es la culpable del mal corte. Si la boquilla es la culpable, la máquina la apaga y vuelve al último corte. Si la boquilla no es la culpable, la máquina realiza ajustes en las condiciones de corte. Si la máquina no puede corregir el problema después de cinco intentos, se activa una alarma de parada y se envía una notificación automática a un operador o supervisor. Esto es un inconveniente para la persona que tiene que venir al taller para hacer ajustes en el trabajo, pero es mejor que encontrar piezas soldadas después de un fin de semana completo de funcionamiento sin luces.

La IA brinda un soporte que simplemente no estaba disponible para los operadores hace 10 años. Las máquinas actuales rastrean más de 250 condiciones de corte que involucran todo tipo de materiales y espesores. Ahora se ha integrado en el software operativo de la máquina toda una vida de experiencia con la máquina.

Así como las velocidades de corte por láser han aumentado a lo largo de los años, también lo ha hecho la automatización que carga y descarga estas máquinas. Una máquina de corte por láser moderna con velocidades de corte sorprendentes no le sirve de mucho a un taller si está esperando que se entregue el material. La automatización tiene que ser tan rápida o más rápida que el láser.

Con la automatización moderna actual, se puede tomar una hoja de una plataforma, separarla si las hojas se pegan, medir su espesor y luego entregarla a la mesa de trabajo y transportarla al láser para comenzar el proceso de corte en menos de 50 segundos. En la gran mayoría de los casos, el láser no terminará de cortar una hoja entera en menos de un minuto. Siendo ese el caso, la automatización garantizará que el láser nunca se muera de hambre.

Por supuesto, los avances tecnológicos no se limitan simplemente a la entrega de hojas y la retirada de piezas/esqueleto. Los fabricantes de equipos de fabricación también han dedicado mucho tiempo y esfuerzo a la clasificación de piezas, y las mejoras en esta área son muy notables de un año a otro.

Considere que se han utilizado herramientas equipadas con ventosas e imanes para clasificar piezas de láminas cortadas con láser, pero en algunos casos, las herramientas de los brazos clasificadores de piezas tuvieron que cambiar debido al tamaño o peso de las piezas que se movían. Hoy en día, los brazos no tienen que dejar de clasificar piezas para trasladarse a una estación de herramientas y recoger la herramienta adecuada para el trabajo; ahora estos cambios de herramientas ocurren mientras la máquina está realmente en movimiento rápido porque todas las herramientas ya están en el cabezal giratorio. Ya no hay tiempo para cambiar de herramienta.

El software utilizado para ejecutar la clasificación de piezas también ha mejorado. Este software inteligente es capaz de aplicar clasificaciones de complejidad a las piezas para garantizar que todas las piezas de un esqueleto puedan eliminarse sin poner en peligro una mayor eliminación de piezas. Por ejemplo, el software reconoce una pieza con muchos relieves de curvatura, lo que podría afectar su salida del esqueleto. Si el clasificador de piezas recogiera esa pieza primero, el esqueleto podría venir con la pieza también, soltando otras piezas y corriendo el riesgo de que caigan debajo del esqueleto donde no podrían eliminarse automáticamente. En este caso, el software identifica la pieza difícil de retirar y la recoge en último lugar. El operador de una máquina no tiene que ser el juez en qué orden se deben recoger las piezas.

El software también es útil para colocar las piezas en una orientación determinada. En algunos casos, el departamento de prensa plegadora necesita que las piezas estén organizadas para que la veta esté en la misma dirección. La automatización de clasificación de piezas hace que esto suceda, ayudando a que la operación de doblado posterior siga el ritmo de la máquina de corte por láser.

Cuando se trata de corte por láser de última generación, lo último es lo mejor. La tecnología sigue avanzando para hacer que las máquinas sean más fáciles de usar y más eficientes.

La velocidad de producción de estos dispositivos realmente marca el ritmo de toda la operación de fabricación de metal. Es por eso que la actualización de la tecnología de corte por láser no puede considerarse estrictamente desde una perspectiva ciega. Las plegadoras deben seguir el ritmo. Los soldadores, los empleados más difíciles de encontrar, deben ser productivos y contar con kits completos de piezas de calidad, para que puedan soldar, sin buscar piezas ni intentar hacer que las piezas encajen en un dispositivo.

Para que la tecnología de corte por láser de última generación tenga el mayor impacto en una organización de fabricación, debe funcionar en conjunto con otros equipos de fabricación modernos. La realidad es que esta no es una decisión única. La tecnología de corte por láser y la automatización de soporte continúan mejorando cada año, lo que crea la necesidad de analizar críticamente la capacidad de fabricación de una empresa con mucha más regularidad.