Como elegir el equipo adecuado para la protección del troquel Los estampadores están trabajando en el lanzamiento de sofisticados programas para el monitoreo exhaustivo en el troquel, con el fin de dar protección contra choques a sus cada vez más complejos juegos de dados. El primer paso es: Crear una listado de los puntos de revisión de las características con que debe contar su equipo para la protección de los dados. POR TODD WENZEL

os troqueles de estampado se han tornado más complejos debido al constante aumento en el número de operaciones que se realizan en el herramental. La creciente complejidad en los troqueles ha elevado las exigencias en el equipo de protección para los mismos. Históricamente, un

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Todd Wenzel es vice presidente de TCR Integrated Stamping Systems, en Wisconsin Rapids, WI; 800/676-2240; www.stampingsystems.com 8

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Figura 1—Algunos controles permiten al usuario dictar la lógica del sensor mediante el acceso a las reglas (el listado aparece en la parte baja de la pantalla), así como crear tipos de sensores modificados.

sistema de protección de troqueles consistía en añadir una sonda de resorte conectada a tierra para que fungiera como un sensor de fallo de alimentación, posiblemente se incluía un sensor óptico que monitoreaba la eyección de la pieza fuera del herramental. Típicamente, el operador colocaba los sensores como un paso adicional al cargar un nuevo herramental. Los requerimientos para el monitoreo del troquel eran modestos, donde una simple lógica

monitoreaba unos cuantos sensores. Desde entonces, muchas cosas han cambiado: las presiones globales han forzado a los estampadores norteamericanos a buscar métodos que les permitan incrementar su competitividad. La implementación de prácticas de manufactura esbelta han ayudado a reducir los tamaños de los lotes y de los tiempos de terminación, se ha reducido la función laboral directa y se ha incrementado la calidad en las piezas. Al mismo tiempo, la http://mexico.pma.org

adición de operaciones en los herramentales ha generado un aumento en las probabilidades y en la severidad de los choques de los dados, así como los menores tiempos de entrega hacen que las interrupciones en la producción que resultan inaceptables. En ocasiones, el mejorar la calidad en las piezas significa tener que inspeccionar las piezas dentro del dado mientras este está en operación. Con el fin de poder manejar estos factores, se ha incrementado la cantidad de requerimientos en electrónica y automatización para los herramentales, tornándolos aún más complejos. Como respuesta a lo anterior, los estampadores están trabajando en el lanzamiento de sofisticados programas exhaustivos de monitoreo en el troquel. Estos nuevos programas pueden requerir el uso de hasta 25 (o aún más) sensores en un solo herramental. Aunado al gran número de sensores, la lógica requerida para el monitoreo de los procesos se ha vuelto también más avanzada.

revisión del equipo existente y determinar si este puede ser de utilidad sin que tenga que ser reemplazado, o incluso en la búsqueda de equipo nuevo, si el resultado de los análisis

realizados muestra que existe la necesidad de actualizar los equipos. El control para la protección de troqueles interpreta el estado eléctrico de los sensores en el herramental y

Figura 2—Las pantallas con mensajes de ayuda que aparecen en la pantalla a medida que se mueve el cursor sobre una programación en particular, ayudan al personal en la configuración del sistema para la protección del troquel.

Crear una listado de comprobación de características El primer paso a seguir cuando se elige un equipo nuevo para la protección de troqueles, es el de crear una listado de las características con que debe contar. Esta labor puede presentar un desafío para el estampador que recién inicia un programa para la protección de troqueles, debido a que la gama completa de características que se requieren por parte del equipo de protección, pueden no apreciarse en su totalidad hasta que no surgen las aplicaciones específicas. Se puede dar solución a este desafío, al adquirir una comprensión general de las características que podrían requerirse, en la medida en que aumenta la complejidad en el programa para la protección de dados. Estos parámetros pueden también ayudar a los estampadores en la http://mexico.pma.org

Figura 3—La representación circular del golpe de la prensa muestra la ventana para el cronometrado del sensor (en negro) y de las transiciones del sensor (en azul). La pantalla registra también los ángulos reales en los cuales ocurrieron las transiciones (en el lado izquierdo de la pantalla). METALFORMING / Enero 2007

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envía una señal de salida para, por ejemplo, parar la prensa o para permitir que siga en funcionamiento. El control permitirá al operador elegir entre varios conjuntos de reglas, a las que generalmente se les refiere como “tipos.” Estas reglas son necesarias porque los sensores mismos solo reportan su estado eléctrico. Los sensores producen una señal digital o análoga. Los sensores con señal de salida digital reportan solo uno de dos posibles estados (encendido o apagado), con lo cuál se indica la presencia o ausencia de un atributo o de una característica que ha sido detectada por el sensor. La respuesta del sensor o su estado, es representada como una señal de salida eléctrica. Sin embargo, los sensores con señal de salida análoga, brindan un rango de señales, su señal de salida eléctrica es directamente proporcional a aquello que estén monitoreando, como puede ser la distancia o la fuerza aplicada. El control que monitorea al sensor convierte la señal de salida en una medición. El reporte de la información del sensor no representa una condición buena o mala, en referencia al herramental. Es aquí donde entra en función el control para la protección del troquel, este compara el estado del sensor con las reglas asociadas al tipo predeterminado. Esto le permite a la prensa continuar en operación en tanto que los sensores indiquen que no se ha quebrantado ninguna de las reglas; de otra forma, el control emite un comando de paro a la prensa si identifica que se ha quebrantado alguna de las reglas. En la medida en que aumenta la complejidad en un programa de sensores en el troquel, aumenta también la cantidad y variedad de los eventos a monitorear dentro del herramental. Para poder adaptarse a estos cambios el control requiere de flexibilidad. Este debe poder proporcionar diferentes tipos de lógica de donde elegir, de manera que el estampador seleccione el conjunto de 10

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Figura 4—Esta pantalla de control muestra una falla del sensor, resaltada en color rojo, desplegando la regla que fue quebrantada y que causo la falla.

reglas que resulte mejor para la aplicación correspondiente. Es de carácter crítico que las reglas sean lo más específicas posibles, debido a que incluso las más mínimas variaciones en lo que debería ser un patrón altamente repetible en las transiciones del sensor, puede revelar condiciones potencialmente dañinas en el herramental. Al considerar la adquisición de un control, busque uno que contenga tantos tipos diferentes de lógica de sensores como sea posible (Figura 1). Un control con esta versatilidad permite la creación de muchos tipos de sensores únicos que brindan a los estampadores un acceso a las reglas subyacentes. Esto permite miles de combinaciones de las reglas y permite al estampador adaptarse a casi cualquier situación.

Digitalice sus sensores en el troquel De acuerdo a lo ya mencionado, los sensores pertenecen a dos amplias categorías: digitales o análogos. Los

sensores digitales, que se utilizan comúnmente en el monitoreo del troquel, pueden monitorear eficazmente una diversidad de eventos diferentes en el herramental y en los procesos relacionados que se efectúan alrededor de la prensa. Cuando han sido instalados adecuadamente, estos sensores pueden detectar eventos como son la alimentación defectuosa, la eyección de piezas, la repetibilidad de altura de la tira de material, la eyección de remaches, la retracción o extensión de la leva, la presencia o la ausencia de una de las características de la pieza, la presencia de un punzón específico, la terminación del rollo de material, una sección estrecha de material entre el enderezador y la alimentación, así como un gran variedad de otras condiciones. Al establecer un sistema para la protección del troquel, el estampador debe decidir el número de sensores que el sistema debe ser capaz de monitorear. Incluso los herramentales más pequeños (con menos de 2 pies de longitud) pueden ser lo http://mexico.pma.org

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suficientemente complejos para requerir de 20 o más sensores, mientras que algunos herramentales de mayor tamaño pueden ser tan simples como para solo requerir de siete sensores o menos. Para llevar a cabo la operación de un programa de monitoreo exhaustivo, los estampadores deberán considerar contar con una capacidad de al menos 16 sensores digitales. Debido a que puede resultar difícil determinar cuantos sensores adicionales pueden llegar a necesitarse en aplicaciones futuras, los estampadores deberán adquirir sistemas que cuenten con una capacidad para dar apoyo a un mínimo de 16 sensores adicionales. Los herramentales más grandes y más complejos podrían llegar a requerir de una cantidad superior a los 32 canales para dar cobertura a cualquier modalidad de falla y poder monitorear la calidad en las piezas.

Realice las mediciones de manera analógica A medida que avanza la tecnología, los sensores analógicos se vuelven cada vez más comunes en las salas de prensas. Estos sensores pueden medir ciertas características en la pieza en proceso, así como la fuerza aplicada por algunos componentes específicos del herramental y muchas otras variables. Los sensores análogos pueden realizar inspecciones al 100 por ciento en tiempo real cuando el herramental esta en operación. Aún cuando estos sensores pueden no requerirse al inicio de un programa, es muy probable que se vuelvan necesarios en aplicaciones más sofisticadas de monitoreo de procesos. La adquisición de un sistema nuevo debe incluir capacidad análoga para la protección de dados, o la habilidad de incorporarse posteriormente. Los estampadores deberán también considerar el tipo de salidas de las señales de falla con que se cuentan. Cuando se quebrantan las reglas sobre el tipo de lógica que se aplica al sensor, el control para la protección del dado 12

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envía una salida. Las opciones de paro típicas que se ofrecen en la mayoría de los controles, consisten en el “paro superior” y el “paro de emergencia.” Por ejemplo, un sensor que este monitoreando la presencia de la tira de material antes de que ingrese a la alimentación, típicamente enviará un comando de paro superior a la prensa, en la primera oportunidad que esto sea posible. De igual forma, que un sensor que este monitoreando la eyección de piezas enviará, al detectar alguna falla, una seña al control para que este efectúe un paro de emergencia. Algunos controles cuentan con salidas de señales opcionales para cuando se presentan fallas. Un ejemplo es: un paro de emergencia, sensible a la velocidad, que determina si es probable que el ariete se detenga cerca del final del giro en el golpe, con la posibilidad de que la prensa se atore. Este tipo de lógica de paro dinámico puede, en su lugar, realizar automáticamente el cambio hacia un paro superior y así reducir la posibilidad de atorar a la prensa. Los controles sofisticados ofrecen otro tipo de salida de señal que no para a la prensa, sino que identifica una pieza mala y procede al uso de un registro de cambio interno para rastrear la pieza mala a través del dado. Estos sensores pueden ser útiles en aplicaciones que requieren inspección de la calidad de las piezas en el herramental. En estas aplicaciones, en lugar de parar la prensa al detectar una pieza mala, el control permite que la pieza siga su proceso a través del dado, luego, por medio de una estación de eyección integrada al herramental se expulsa a la pieza de manera automática sin haber tenido que detener la prensa. El uso de contraseñas es otra de las características importantes a tomar en consideración, particularmente para los nuevos programas de sensores en el troquel, donde los operadores que usarán el equipo cuentan con diferentes niveles de experiencia. La protección por medio de contraseñas,

permite contar con un control sobre los operadores que pueden reestablecer la operación después de que se presenten fallas, efectuar cambios en los programas o guardar las configuraciones para uso a futuro. El acceso se libera gradualmente, a medida que se aumenta el nivel de entrenamiento y experiencia. En el nivel más simple, el acceso se lleva a cabo mediante el uso de llaves de interruptores de programa u operación. En los controles más avanzados, se pueden asignar múltiples contraseñas cuya aplicación individual da un acceso específico sobre el control.

Configuración del control y Facilidad de uso Una vez que el estampador ha seleccionado el equipo adecuado y lo ha configurado adecuadamente para crear el método perfecto de monitoreo, resulta esencial que guarde esa configuración para usarla en la siguiente corrida de producción. En los sistemas simples, las configuraciones deben registrarse de manera manual y deben ingresarse nuevamente al repetir un proceso. En controles más recientes, las configuraciones pueden registrarse y ser recuperadas mediante un sistema de almacenamiento de trabajo. Busque controles que cuenten con una capacidad mínima de almacenamiento para 200 configuraciones. También debe considerarse la facilidad en el uso del control. Un control, nuevo que incluya todas las funciones descritas con anterioridad no podrá ser operado con efectividad si su uso es difícil para el operador. Mientras que algunos de los aspectos que definen la simplicidad de uso de los controles son subjetivos, existen varias características comunes que ayudan a la identificación en controles que son amigables al usuario. Por ejemplo; los controles con un menú simple pueden ser de ayuda para los operadores a medida que aprenden el uso de los nuevos controles. También resulta útil contar con desplegados de http://mexico.pma.org

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ayuda en pantalla (Figura 2). La obtención de diagnósticos eficaces mediante la aplicación de un nuevo programa de protección a los dados, ayuda a los estampadores a lograr una funcionalidad óptima. Por ejemplo, contar con la capacidad de observar la sincronización de las transiciones del sensor en tiempo real, brinda una valiosa información sobre

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la forma más efectiva de programar la lógica que deberá aplicarse en un canal determinado. Algunos controles pueden almacenar en memoria muchos golpes sucesivos, permitiendo al operador una búsqueda retrospectiva y obtener un historial reciente de la actividad del sensor. Este tipo de herramienta de diagnóstico (Figura 3) es extremadamente útil para

el operador a cargo de la programación del control o que esta realizando un diagnóstico de algún problema en la prensa. Otro mensaje de diagnóstico que resulta útil describe la causa del error en el sensor. Como mínimo, el control deberá establecer claramente cual de los sensores quebranto las reglas y fue el responsable de provocar que el control emitiera un comando de paro a la prensa. Los controles de mayor nivel pueden también desplegar la regla en particular que fue quebrantada (Figura 4); lo que permite al operador efectuar una más rápida inspección del problema. Los estampadores deberán también revisar la velocidad de procesamiento del control, en espacial los que han de usarse en prensas de alta velocidad, donde algunas de las transiciones de los sensores se miden en milisegundos. El equipo de protección del troquel debe reconocer y responder a las transiciones que se presenten en solo 2 ó 3 milisegundos. Esto puede representar un problema incluso en las prensas de menor velocidad. Por ejemplo; si se expulsa una pieza por medio de aire comprimido, esta puede volar a través del rango del sensor a una velocidad extremadamente alta, provocando con ello una rápida transición de apagado a encendido y nuevamente a la posición de apagado. Este tipo de secuencias requiere que el control responda en cuestión de milisegundos. Por último, los estampadores deben considerar las posibilidades de expansión de su instalación para protección del troquel. Mientras que el contenido en este artículo se ha enfocado en ayudar a los estampadores a predecir de necesidades a futuro de un control para la protección del troquel, no se pueden identificar todos los problemas potenciales de manera anticipada. Por tal motivo, el estampador deberá adquirir un control que cuente con capacidad de MF crecimiento.

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