Centro de mecanizado de pórtico: la guía definitiva

Si planea comprar un centro de mecanizado de pórtico, no compre el equipo antes de leer esta guía.

Le ayudará a comprender qué es la máquina, su estructura, componentes, ventajas, movimientos de ejes y aplicaciones.

Al final de esta guía, tendrá toda la información que le permitirá elegir la máquina pórtico perfecta para sus aplicaciones.

¿Qué es un centro de mecanizado de pórtico?

Un centro de mecanizado de pórtico es ante todo un CNC(Control numérico por computadora) tipo de máquina controlada. Está diseñado para mecanizar piezas grandes y pesadas de forma precisa y eficiente. Se compone principalmente de un marco de pórtico que se mueve a lo largo del eje X, un husillo capaz de moverse en Yand Zaxes y una mesa de trabajo.

Estructura y componentes del centro de mecanizado de pórtico

El Centro de Mecanizado Gantry está diseñado para el mecanizado preciso de piezas grandes y complejas. Para habilitar esta funcionalidad, encontrará los siguientes componentes y elementos estructurales críticos:

· Marco de pórtico

El marco del pórtico se compone de una viga/puente y columnas. La viga/puente del pórtico está horizontal y está colocado en el centro y abarca toda la mesa de trabajo. El puente puede ser fijo o capaz de moverse a través del eje X según el diseño.

Las columnas ofrecen soporte y estabilidad al pórtico. Son soportes verticales a ambos lados de la mesa de trabajo que aseguran la viga del pórtico en su lugar.

· Mesa de trabajo

La mesa de trabajo sostiene la pieza de trabajo mientras se trabaja en ella. Generalmente estacionario, algunos diseños permiten su movimiento a lo largo del eje X.

· Husillo

El husillo se compone de un cabezal y un motor que impulsan su funcionalidad. El cabezal del husillo alberga el husillo real que hace girar la herramienta de corte y es capaz de moverse a lo largo de los ejes Y y Za. El motor es la fuente de energía del husillo que permite operaciones de corte variando el par y la velocidad.

· Revista de herramientas

El centro de mecanizado de pórtico utiliza diferentes herramientas de corte para lograr el diseño de pieza deseado. Estas herramientas se almacenan en el almacén de herramientas. Desde aquí, la máquina puede iniciar automáticamente cambios de herramientas durante el funcionamiento, lo que reduce el tiempo de inactividad y mejora la eficiencia.

· Guardia y Cerramientos

El centro de mecanizado de pórtico consta de protecciones y recintos que garantizan un entorno de trabajo seguro que ofrece protección al operador contra escombros voladores. Estas características también protegen la máquina de elementos externos como polvo y objetos extraños que podrían dañarla.

· Sistema de control

El centro de mecanizado de pórtico controlado por CNC utiliza un sistema de control computarizado para guiar las operaciones. Este sistema de control comprende múltiples elementos como el controlador CNC, la interfaz hombre-máquina (HMI) y los sistemas de sondeo.

El controlador CNC guía el movimiento de componentes y otras operaciones de la máquina interpretando datos CAD/CAM. A través de la interfaz hombre-máquina (HMI), los usuarios pueden ingresar comandos, monitorear el proceso de mecanizado y realizar los ajustes necesarios. Los sistemas de sondeo miden y alinean automáticamente la pieza de trabajo, lo que garantiza precisión y reduce el tiempo de preparación.

· Sistema de Enfriamiento y Lubricación

El sistema de refrigeración y lubricación se divide en dos partes, el sistema de refrigeración y el sistema de lubricación. El sistema de refrigeración ofrece refrigeración para el calor generado por la interacción de la herramienta de corte y la pieza de trabajo, lo que extiende la vida útil de la herramienta. El sistema de lubricación reduce el desgaste de los componentes y piezas móviles de la máquina.

· Sistema de gestión de chips

La complejidad de los diseños en el centro de mecanizado Gantry da como resultado una gran producción de virutas. El sistema de gestión de virutas elimina estas virutas de metal a través de un transportador de virutas, que de lo contrario pueden provocar daños en el orden del área de trabajo.

Ventajas de los centros de mecanizado de pórtico

Debido a varias ventajas importantes, los centros de mecanizado de pórtico son ideales en aplicaciones industriales, especialmente cuando se trata de piezas de trabajo grandes y pesadas. Algunas ventajas clave se describen a continuación:

· Alta precisión y exactitud

La estructura rígida del pórtico proporciona una excelente estabilidad, crucial para mantener una alta precisión durante las operaciones de mecanizado. Esto garantiza vibraciones reducidas, lo que garantiza que la herramienta de corte mantenga su precisión durante operaciones de alta velocidad.

· Manipulación de piezas de trabajo grandes

Los centros de mecanizado de pórtico pueden manejar piezas de trabajo grandes y pesadas que resultarían difíciles en las máquinas CNC convencionales. Como resultado, el uso de un centro de mecanizado de pórtico mejora la eficiencia al reducir la necesidad de utilizar múltiples máquinas y configuraciones.

· Versatilidad

Puede realizar múltiples operaciones como roscar, fresar, taladrar y taladrar utilizando un centro de mecanizado de pórtico. Además, tener un almacén de herramientas permite cambios automáticos de herramientas, lo que permite cambios rápidos al pasar de una operación a otra.

· Seguridad mejorada

El uso de centros de mecanizado de pórtico es seguro gracias a las numerosas medidas de seguridad, como recintos, protecciones y sistemas automatizados. Rodear la máquina con recintos y protecciones protege a los operadores de escombros voladores y piezas móviles. Por otro lado, los sistemas automatizados reducen la necesidad de intervenciones manuales y minimizan el riesgo de lesiones en el lugar de trabajo.

· Eficiencia y Productividad

Dado que puede mecanizar componentes grandes en una sola configuración, reduce en gran medida los tiempos de configuración y, en consecuencia, aumenta la productividad. Además, tener operaciones guiadas por CNC permite operaciones continuas y mejora la eficiencia mediante la reducción de la intervención manual.

· Robustez y Durabilidad

La construcción resistente de los centros de mecanizado de pórtico permite la tolerancia a los rigores experimentados en el mecanizado de piezas grandes y pesadas. Además, la capacidad de estas máquinas para soportar cargas pesadas sin comprometer el rendimiento las hace adecuadas para aplicaciones industriales exigentes.

· Integración de tecnología avanzada

Esta máquina integra sistemas de palpado que realizan mediciones y alineación automáticas de la pieza de trabajo con alta precisión. Además, se utilizan sensores para monitorear parámetros operativos como temperatura y vibraciones en tiempo real, lo que permite la optimización del proceso.

Movimientos del eje

Los movimientos de los ejes en estos centros de mecanizadoson fundamentales para su funcionamiento exitoso en el mecanizado de piezas de trabajo de diferentes diseños. Es fundamental comprender estos movimientos ya que garantizan una alta precisión en la ejecución de las operaciones.

• Eje X

Este movimiento implica el movimiento de lado a lado del pórtico o de la mesa de trabajo y depende del diseño de la máquina. Trabajar a lo largo del eje x implica colocar la herramienta de corte a lo largo del ancho de la pieza de trabajo.

• Eje Y

El movimiento en el plano longitudinal define el eje Y típicamente hacia adelante y hacia atrás. Normalmente, el cabezal del husillo ejecuta el movimiento a lo largo de este eje, normalmente con la herramienta de corte a lo largo de la pieza de trabajo. La estructura de pórtico soporta este movimiento asegurando estabilidad y precisión en largas distancias.

• Eje Z

El movimiento a lo largo del eje Z implica un movimiento vertical del cabezal del husillo (arriba y abajo) logrando cortes y acabados superficiales de calidad. El movimiento a lo largo de este eje le permite posicionar la herramienta de corte a diferentes alturas con respecto a la pieza de trabajo. Esto influye en el control de profundidad durante las operaciones de corte.

1. Eje rotativo

Existen tres variantes de ejes giratorios: ejes A, B y C.

El eje A El movimiento define la rotación alrededor del eje X. Esto le permite inclinar la pieza de trabajo facilitando geometrías complejas y cortes al proporcionar acceso a diferentes ángulos.

Para el eje B, el movimiento se define como la rotación alrededor del eje Y. Esto permite inclinar el cabezal del husillo, lo que mejora la capacidad de mecanizado de formas y ángulos complejos.

El movimiento giratorio alrededor del eje Z define el movimiento en el eje C. Esto permite que el husillo o la mesa de trabajo gire para adaptarse a operaciones de mecanizado complejas como torneado o fresado multieje.

Tipos de centros de mecanizado de pórtico

Si bien existen varias variaciones de diseño en los centros de mecanizado de pórtico para satisfacer necesidades y aplicaciones de mecanizado específicas, se identifican dos tipos principales.

• Pórtico fijo

En este tipo, la estructura del pórtico es estacionaria y la mesa de trabajo es capaz de moverse a lo largo del eje X. Tener un pórtico fijo proporciona alta rigidez y estabilidad, lo cual es esencial para el mecanizado de precisión, especialmente piezas de trabajo grandes y pesadas.

• Pórtico móvil

Aquí, la mesa de trabajo está estacionaria mientras el pórtico se mueve, generalmente a lo largo del eje X. Tener un pórtico móvil le permite mecanizar piezas grandes y complejas sin mover la pieza de trabajo. Este tipo de centro de mecanizado de pórtico ahorra más espacio.

Limitaciones y desafíos de los centros de mecanizado de pórtico

Si bien funcionalmente los centros de mecanizado pórtico son impecables, presentan algunas limitaciones técnicas como las siguientes:

• La inversión inicial necesaria para los centros de mecanizado de pórtico es significativamente mayor en comparación con las máquinas CNC convencionales.
• Además, los centros de mecanizado de pórtico suelen ocupar un espacio grande y requieren un espacio considerable.
• Las características y componentes de los centros de mecanizado de pórtico los convierten en máquinas complejas de operar que requieren mantenimiento y formación especializados.
• Debido a su tamaño y capacidades, los centros de mecanizado de pórtico consumen una cantidad considerable de energía.
• La instalación de centros de mecanizado de pórtico para nuevos trabajos puede llevar mucho tiempo debido al tamaño y la complejidad de las piezas que manipulan.

Aplicaciones de los centros de mecanizado de pórtico

 

La versatilidad y capacidad de los centros de mecanizado de pórtico permiten su aplicación en diversas industrias. Estas máquinas pueden manipular piezas grandes y complejas con alta precisión en las siguientes áreas:

• Industria aeroespacial: Los centros de mecanizado de pórtico se utilizan en el mecanizado de componentes de aeronaves, como mamparos, secciones de fuselaje y piezas de motores, incluidas palas de turbina.
• Industria automotriz: Los grandes moldes y matrices utilizados para moldear piezas de automóviles, bloques de motor y componentes de chasis se fabrican mediante el uso de centros de mecanizado de pórtico.
• Sector energético: Los centros de mecanizado de pórtico se utilizan en la producción de turbinas, generadores y equipos de perforación para operaciones de petróleo y gas.
• Maquinaria y Equipo Pesado: Maquinaria de construcción como grúas y excavadoras, componentes de maquinaria industrial y equipos de minería.
• Industria de construcción naval: Mecanizado de secciones de barcos como cascos, sistemas de propulsión y Equipo de cubierta grande como grúas y cabrestantes.
• Fabricación de herramientas y troqueles: Moldes grandes como los utilizados para el moldeo por inyección de plástico, matrices utilizadas en operaciones de estampado y conformado.

Conclusión

Un Centro de Mecanizado de Pórtico es una máquina potente y versátil con una eficiencia excepcional al trabajar con piezas grandes y pesadas. Por lo tanto, es una inversión que vale la pena cuando se busca un equipo de producción pesado indispensable independientemente de la industria.

Más recursos:

Fresadora CNC de pórtico – Fuente: TSINFA