Cuando se trabaja con procesos industriales de conformado, estampado o ensamblaje de metales, pocos equipos son tan confiables como unPrensa hidráulica con marco H. Como proveedor que ha trabajado con fabricantes de automóviles, aeroespaciales y de fabricación de metales personalizados durante más de una década, no puedo decirle cuántas veces los clientes me han preguntado: "¿Cómo controlo su velocidad para obtener resultados consistentes y de alta calidad en todo momento?" El control de velocidad no es sólo una característica interesante: es la columna vertebral del trabajo de precisión. Si lo haces demasiado rápido, obtendrás piezas desiguales, deformación del material o incluso troqueles rotos. Demasiado lento y la producción se detiene. Hoy, voy a analizar los métodos exactos de control de velocidad que usamos en nuestroPrensa hidráulica con marco Hmodelos, además de cómo se comparan con otros tipos de prensas comoPrensa hidráulica de pilaroPrensa hidráulica con marco Cpara el contexto.
Primero, analicemos cómo funciona una prensa H Frame, porque su diseño da forma a cada elección de control de velocidad. A diferencia de las prensas con marco C (que son de lados abiertos y mejores para trabajos pequeños y frecuentes) o las prensas de pilar (que tienen cuatro columnas verticales para una rigidez extrema en tiradas largas), una prensa con marco H tiene un marco rectangular resistente con dos vigas verticales y un travesaño superior, lo que crea un área de trabajo robusta que puede manejar piezas anchas y pesadas. Su energía proviene de un sistema hidráulico: un motor eléctrico impulsa una bomba que empuja el fluido hidráulico hacia un cilindro, que extiende el ariete para aplicar fuerza. El control de velocidad aquí consiste en regular el flujo de fluido: qué tan rápido se mueve a través del sistema para mover el ariete hacia arriba o hacia abajo, y qué tan rápido mantiene la fuerza durante la fase de permanencia.
Comencemos con el método de control de velocidad más común que implementamos en nuestroPrensa hidráulica con marco H(puede obtener más información sobre nuestra línea completa aquí:Prensa hidráulica con marco H). Ese método es el control de válvula proporcional y es el caballo de batalla para la mayoría de nuestros clientes. A diferencia de las válvulas de encendido/apagado antiguas y toscas que solo permiten que el ariete se mueva a dos velocidades (acercamiento rápido y presión lenta), las válvulas proporcionales ajustan el flujo de fluido continuamente. Piense en ello como un regulador de intensidad para su prensa: en lugar de solo "encenderlo" o "apagarlo", puede marcar exactamente qué tan rápido se mueve el ariete en cualquier etapa del ciclo. Por ejemplo, cuando una pieza golpea por primera vez el troquel, puede hacer funcionar el ariete a alta velocidad (digamos, 100 mm por segundo) para reducir el tiempo de inactividad y luego bajarlo a 5 mm por segundo una vez que haga contacto con la pieza de trabajo para garantizar una distribución uniforme de la fuerza. La válvula proporcional recibe señales del controlador de la prensa, que está programado con parámetros de ciclo que el cliente ingresa, como velocidad, presión y tiempo de permanencia. Lo bueno de esto para las prensas con marco H es que el marco robusto puede soportar las pequeñas variaciones de velocidad que ajustan las válvulas proporcionales, sin el desgaste que se podría ver en un diseño de prensa menos rígido.
A continuación, está el control de velocidad volumétrico, un método que recomendamos a los clientes que realizan trabajos de gran volumen y ultraprecisos, como el estampado de paneles de carrocerías de automóviles o el conformado de soportes aeroespaciales. El control volumétrico omite por completo la válvula hidráulica y, en su lugar, ajusta la velocidad de la bomba principal para controlar el flujo de fluido. Si desea que el ariete se mueva más rápido, la bomba gira más rápido para empujar más líquido al cilindro; más lento y la bomba se ralentiza. Este método es más eficiente que el control de válvula proporcional porque no desperdicia energía empujando el fluido a través de una restricción (lo que genera calor y usa energía adicional) y es más consistente en recorridos largos. Para las prensas con marco H, que a menudo manejan piezas pesadas que requieren una presión sostenida y precisa, el control volumétrico reduce el desgaste del sistema hidráulico: no más caídas de presión constantes que pueden alterar los tiempos de ciclo. El año pasado trabajé con un cliente que estaba estampando paneles de puertas de acero: antes usaban una prensa hidráulica con marco C, que requería ajustes de velocidad constantes que generaban un 15 % de piezas de desecho semanalmente. Cuando actualizaron a nuestro modelo H Frame con control volumétrico, su tasa de desperdicio se redujo a menos del 2% porque la velocidad se mantuvo constante incluso durante más de 10,000 ciclos por día.
Otro método que utilizamos para trabajos especializados es el control de velocidad basado en acumulador. Los acumuladores son recipientes sellados que almacenan fluido hidráulico presurizado y actúan como una batería temporal para obtener energía. Para trabajos que necesitan un enfoque inicial muy rápido, como perforar agujeros en placas de metal gruesas, podemos usar un acumulador para enviar una ráfaga de fluido al cilindro, moviendo el ariete a hasta 500 mm por segundo para realizar el trabajo antes de que la pieza de trabajo se pueda deformar. Una vez que el ariete hace contacto, el sistema cambia a la bomba principal para aplicar una velocidad de prensado lenta y controlada. Esto es perfecto para las prensas H Frame porque la amplia área de trabajo significa que a menudo trabajamos con piezas grandes que necesitan ese movimiento inicial rápido para evitar doblarse antes del paso de formación. También es menos costoso que el control volumétrico para los clientes que sólo necesitan un acercamiento rápido ocasionalmente, no una precisión las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
Ahora bien, es importante tener en cuenta que el control de velocidad no es igual para todos: la forma de programar los ciclos de velocidad es tan importante como el método en sí. La mayoría de nuestras prensas hidráulicas con marco en H tienen tres fases de velocidad distintas que personalizamos para cada cliente: velocidad de aproximación, velocidad de trabajo y velocidad de retorno. La velocidad de aproximación es el movimiento rápido desde la parte superior del ariete hasta justo antes del contacto con la pieza de trabajo. Aquí es donde reducimos el tiempo del ciclo sin correr el riesgo de dañar las piezas, y es donde brillan las válvulas proporcionales o los acumuladores. La velocidad de trabajo es el movimiento lento y controlado durante el conformado o estampado; aquí es donde la precisión más importa, y el control volumétrico o proporcional es ideal aquí porque mantiene la velocidad constante, incluso cuando cambia la densidad de la pieza de trabajo. La velocidad de retorno es el movimiento rápido del ariete hacia la parte superior para prepararse para la siguiente parte, y aquí es donde podemos ajustar la velocidad para igualar el rendimiento de la línea de producción.
A menudo me preguntan cómo se compara el control de velocidad de la prensa H Frame con otros tipos de prensa, así que volvamos a eso. APrensa hidráulica de pilar, por ejemplo, tiene un ariete más guiado, por lo que es mejor para una alineación extremadamente precisa, pero su marco más pequeño significa que no puede manejar los mismos caudales altos para piezas grandes, por lo que su control de velocidad se limita a sistemas de válvulas proporcionales o más simples. APrensa hidráulica con marco C, con su diseño abierto, es excelente para piezas pequeñas, pero su marco es menos rígido, por lo que los cambios rápidos de velocidad pueden causar flexión, lo que genera piezas inconsistentes, por lo que su control de velocidad generalmente está optimizado para movimientos muy lentos y constantes en lugar de velocidades de aproximación rápidas. Es por eso que, para trabajos grandes, pesados o de gran volumen, los métodos de control de velocidad de una prensa H Frame suelen ser la mejor opción.
Los errores comunes que vemos que cometen los clientes al configurar el control de velocidad en su prensa H Frame son ejecutar la velocidad de trabajo demasiado rápido (lo que genera desechos) o no ajustar la velocidad de retorno para que coincida con el ritmo de su línea (desperdiciando tiempo de producción). Por ejemplo, un cliente que fabrica soportes metálicos personalizados estableció recientemente su velocidad de trabajo en 20 mm por segundo, pensando que más rápido era mejor, pero sus piezas tenían curvaturas desiguales porque el metal no podía fluir uniformemente a esa velocidad. Después de ajustar la velocidad de trabajo a 3 mm por segundo y programar una velocidad de retorno más rápida, su rendimiento aumentó un 20 % mientras que la chatarra disminuyó. Otro error es descuidar el mantenimiento del sistema de control de velocidad: el fluido hidráulico puede ensuciarse con el tiempo, lo que obstruye las válvulas o ralentiza el rendimiento de la bomba, por lo que recomendamos revisiones mensuales de las válvulas proporcionales y lavados anuales del sistema hidráulico para mantener constante el control de velocidad.
Si está buscando una prensa hidráulica con marco en H y desea adaptar su control de velocidad a sus trabajos específicos, ya sea estampado automotriz de gran volumen, piezas aeroespaciales personalizadas o conformado de metales pesados, trabajamos con usted para diseñar el sistema correcto. Nuestro equipo ha ayudado a cientos de fabricantes a optimizar la velocidad de sus prensas, reduciendo los desechos y aumentando la producción sin comprometer la calidad. Cada prensa que vendemos viene con un controlador personalizable que le permite guardar múltiples programas de ciclo, para que pueda cambiar entre trabajos sin tener que reconfigurar los ajustes de velocidad cada vez.
¿Está listo para aprender más sobre cómo el control de velocidad puede funcionar para sus necesidades de producción? Estamos aquí para ayudarle a encontrar la prensa adecuada, ya sea que necesite un modelo básico con bastidor en H para tiradas pequeñas o una unidad de alta precisión para fabricación a gran escala. Comuníquese con nuestro equipo hoy para analizar sus requisitos y obtener una cotización que se ajuste a sus operaciones.
Referencias
Diseño y operación de prensas hidráulicas, quinta edición, Industrial Press Inc., 2021.
Sistemas de control de potencia de fluidos para maquinaria industrial, SAE International, 2019.
Tecnología de prensas de conformado de metales y optimización de la velocidad, Journal of Manufacturing Processes, vol. 38, 2019, págs. 456-464.
