Cuando se habla de tecnología de sujeción, nos referimos tanto a la sujeción de la pieza de trabajo como a la de la herramienta con la que se mecanizará dicha pieza. El dispositivo de sujeción debe sujetar la pieza de trabajo de manera rígida, es decir, con la menor vibración posible, y sin deformarla. Una buena sujeción debe tener una alta repetibilidad, ser rápida y fácil de manejar, de uso versátil, fácil de cambiar, y si es posible, a un precio razonable.
La sujeción óptima de la pieza acorta el tiempo de preparación, y por lo tanto, aumenta la productividad. Simplemente con un buen manejo de la pieza de trabajo durante la sujeción y con la elección del sistema de sujeción adecuado, generalmente la productividad se puede aumentar en al menos un 30 por ciento, en casos concretos hasta en un 90 por ciento. Las soluciones estandarizadas, que no solo se adaptan con precisión a una sola pieza de trabajo, sino que por su versatilidad se pueden utilizar de diversas formas, también ahorran costos de adquisición y almacenamiento.
La carga y descarga de piezas de trabajo está cada vez más automatizada en las aplicaciones industriales, por lo que la sujeción de pieza es un factor decisivo para la obtención de procesos fiables y debe estar equipada con sensores integrales. Esta es la única forma de comprobar y regular automáticamente las presiones de sujeción. Si la fuerza de sujeción cae o si se producen vibraciones, los parámetros de mecanizado se pueden ajustar automáticamente para garantizar un proceso seguro y la máxima eficiencia. Esto requiere diferentes opciones de chequeo y una comunicación fluida entre el dispositivo de sujeción y la máquina herramienta.
Al definir el punto de referencia, las piezas de trabajo, los dispositivos y los sistemas de sujeción se pueden posicionar con precisión y repitibilidad en una sola operación. La productividad aumenta si hay más piezas de trabajo fuera de máquina esperando en su respectivo sistema de sujeción mientras la máquina está procesando otra pieza. Cuando esta pieza está lista, se puede quitar el sistema de sujeción y colocar la siguiente pieza con el sistema de sujeción de punto cero . La máquina puede volver a ejecutar programa de inmediato, y por lo tanto, tener menos tiempo de inactividad.
Incluso en los modernos centros de mecanizado de cinco ejes o en máquinas multitarea, la pieza de trabajo debe sujetarse de forma segura y sin obstruir el libre acceso de todos los ejes a la pieza. Las pirámides y torres de sujeción resuelven esta tarea de manera particularmente eficiente. Ofrecen la opción de mecanizar al mismo tiempo varias piezas que tienen la misma configuración montaje.
Si las torres de sujeción se equipan con sistema de sujeción a máquina mediante punto cero, se puede preparar una torre fuera de la máquina, mientras otras piezas de trabajo se mecanizan dentro de la máquina en otra torre. Una vez finalizado el ciclo de pieza, las torres se intercambian posicionándose y fijándose en el menor tiempo posible gracias al sistema de sujeción de punto cero. Alternativamente, las piezas de trabajo se pueden preconfigurar en palés para luego fijar en la columna.
La combinación de diferentes métodos de sujeción es una fuerte tendencia. La tecnología de sujeción de punto cero a menudo constituye la base y se complementa con sistemas hidráulicos, magnéticos o neumáticos para formar un sistema modular flexible.
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Básicamente, y según su funcionamiento físico, los elementos de sujeción se pueden dividir en mecánicos, neumáticos, hidráulicos, de regulación por vacío o magnéticos:
Los elementos de sujeción mecánicos requieren una sujeción precisa y hay que dedicarles tiempo, pero por otro lado, ofrecen grandes fuerzas de sujeción con autobloqueo de los elementos de amarre. Loselementos de sujeción mecánicos son palancas excéntricas o abrazaderas de leva, mordazas, mesas de sujeción angulares o mesas de sujeción giratorias. Las abrazaderas de palanca funcionan con tres articulaciones. Si está enclavada, la palanca oscilante ya no se puede empujar hacia atrás ejerciendo la fuerza opuesta - hay autobloqueo. Los cambios rápidos funcionan según el mismo principio pero con menos tiempo y esfuerzo. Son adecuados para su uso en dispositivos de soldadura, taladrado e inspección. En el caso de abrazaderas excéntricas, el punto central de la curva de sujeción está descentrado. Por lo tanto, son adecuados para tornear, pero no tanto para el fresado donde se producen vibraciones más fuertes que podrían liberar la tensión del apriete.
Las mordazas se utilizan para sujetar piezas pequeñas y medianas en fabricación de pieza única y series medianas. En comparación con los otros sistemas, requieren menos formación y soporte técnico, demandan menos mantenimiento periódico y son fáciles de manejar. Esto las convierte en una buena solución y con un precio atractivo para muchas operaciones estándar.
Los cilindros de sujeción neumáticos ofrecen un cierre y una apertura del dispositivo de sujeción muy rápido. Sin embargo, debido a la baja presión de funcionamiento permitida, no proporcionan grandes fuerzas de sujeción y debido al efecto de recuperación elástica del aire, ceden cuando se sobrecargan. Para evitar esto, se recomienda la combinación con abrazaderas de palanca de bloqueo automático.
Los elementos de sujeción hidráulicos proporcionan elevadas fuerzas de sujeción y pueden aumentar la presión de sujeción de forma rápida. Son versátiles y también se pueden utilizar en piezas con formas complejas. La sujeción es muy rígida, se puede controlar automáticamente y ofrece un reparto de fuerzas de sujeción uniforme en todos los puntos de contacto.
Dispositivos de sujeción magnéticos fijan la pieza de trabajo sobre bases de sujeción magnéticas o electromagnéticas permanentes. Esto facilita la sujeción de piezas de trabajo con formas complejas. Sin embargo, las bases de sujeción electromagnéticas pueden generar desprendimiento de calor cuando están en funcionamiento, lo que puede deformar la pieza de trabajo. Para evitarlo, se pueden combinar distintos tipos de imanes. Después del mecanizado, las piezas deben desmagnetizarse. Las bases y platos magnéticos se utilizan en fresado, torneado, erosionado y rectificado. La ventaja de los elementos de sujeción magnéticos reside en su gran fuerza de sujeción, definida y concentrada, con un consumo de energía y unos costes de mantenimiento relativamente bajos.
Con la tecnología de sujeción por vacío, también se pueden sujetar materiales delgados y elásticos. Estos dispositivos de sujeción se utilizan principalmente en el procesamiento de madera y plásticos, y son ideales cuando se combina la fabricación aditiva de plásticos con postprocesado por mecanizado. Los potentes sistemas de sujeción por vacío también se utilizan en la sujeción de metales, y son especialmente delicados con la pieza de trabajo, sobre todo al mecanizar aluminio y otros metales no ferrosos.