1 Equipamiento y Métodos

1.1 Fuentes de Datos y Marco de Medición

Los datos operativos se recopilaron a partir de registros de turnos en la fábrica (enero–septiembre de 2025), salidas de diagnóstico de máquinas-herramienta y registros automatizados de inspección. Para garantizar la repetibilidad, la evaluación adoptó ventanas de medición fijas: muestreo de utilización de 60 minutos, temporización del ciclo completo de mecanizado y verificaciones dimensionales controladas por calibradores. Se registraron parámetros ambientales —temperatura, concentración de refrigerante, carga del husillo— para mantener condiciones consistentes entre las mediciones.

1.2 Inventario y Clasificación de Equipos

1.2.1 Sistemas de Fresado CNC

La instalación opera centros de mecanizado verticales de 3 y 5 ejes equipados con husillos de alta velocidad que van desde 12.000 hasta 20.000 rpm. Cada unidad incluye módulos de palpado integrados que permiten mediciones durante el proceso. Las torretas de herramientas tienen entre 20 y 60 posiciones, lo que permite transiciones rápidas entre características complejas.

1.2.2 Plataformas de Torneado CNC

Los sistemas de torneado incluyen tornos con husillo doble y configuraciones de torreta motorizada diseñados para mecanizado simultáneo. Los alimentadores de barra permiten el procesamiento continuo de materiales en acero inoxidable, aluminio y titanio con diámetros de hasta 65 mm.

1.2.3 Equipos auxiliares e inspección

Los sistemas auxiliares incluyen cambiadores automáticos de palets, brazos robóticos de carga y unidades de reciclaje de refrigerante. La verificación dimensional se basa en máquinas de medición por coordenadas (CMM), comparadores ópticos de alta resolución y brazos articulados portátiles de medición.

1.3 Modelado de flujo de trabajo y reproducibilidad

1.3.1 Mapeo del flujo de procesos

Los pasos del proceso—carga del programa, montaje de utillajes, mecanizado en bruto, semi-acabado, acabado, eliminación de rebabas e inspección—fueron mapeados utilizando un diagrama estandarizado de flujo de trabajo. Cada etapa fue registrada con marca de tiempo y archivada mediante una interfaz digital del sistema MES para garantizar la reproducibilidad.

1.3.2 Modelo de simulación de capacidad

Una simulación de tiempo discreto modeló la disponibilidad del husillo, la duración de la preparación y los intervalos de inspección. Las entradas incluyeron registros reales de vida útil de herramientas y tiempos de ciclo de máquina verificados. El modelo está diseñado para su replicación mediante la aplicación de parámetros de tiempo idénticos y estados de máquina.

2 Resultados y Análisis

2.1 Rendimiento de productividad

2.1.1 Tiempo de ciclo de mecanizado

Los datos indican que la integración del mecanizado 5 ejes reduce la frecuencia de reposicionamiento, generando una mejora promedio del tiempo de ciclo del 18–23 % en comparación con los flujos de trabajo anteriores basados únicamente en 3 ejes. La sonda automatizada disminuye los periodos de ajuste de compensación aproximadamente 12 segundos por verificación.

2.1.2 Utilización del equipo

La utilización medida del husillo durante tres turnos alcanza entre el 78 % y el 84 %, superando los indicadores habituales de la industria en 6 a 8 puntos porcentuales. Las unidades de carga robótica estabilizan la utilización durante producciones de pequeños lotes, donde la carga manual normalmente introduce variabilidad.

2.2 Precisión dimensional y consistencia

La desviación dimensional promedio permanece dentro de ±0,008 mm en 500 componentes registrados. Los datos de inspección óptica confirman que la optimización consistente de la trayectoria de la herramienta reduce la dispersión del acabado superficial, especialmente en carcasas de aluminio y ejes de precisión.

2.3 Comparación de referencia

Estudios de mecanizado publicados entre 2019 y 2023 informan tasas promedio de utilización en lotes pequeños entre el 65 % y el 76 %. El rendimiento observado en 2025 refleja la influencia de la programación sincronizada y la integración de múltiples ejes, en línea con hallazgos recientes sobre operaciones de fábrica digitalizadas.

3 Discusión

3.1 Factores que influyen en la reducción del tiempo de ciclo

Los tiempos de ciclo reducidos se deben principalmente a trayectorias de herramienta consolidadas, menos ajustes manuales y una inspección en proceso más rápida. Perfiles mejorados de aceleración del husillo también contribuyen a las ganancias generales de eficiencia.

3.2 Limitaciones

Los resultados de capacidad se ven influenciados por la combinación específica de productos de la fábrica, que principalmente incluye piezas de aluminio y acero inoxidable de complejidad media. Los resultados pueden variar en escenarios de corte pesado o con materiales que requieran una estabilización prolongada del refrigerante.

3.3 Implicaciones Prácticas

La utilización constante y el rendimiento dimensional estable sugieren que los sistemas multieje combinados con manipulación robótica pueden apoyar tanto la producción de alta precisión como la de alta variedad. Los datos del flujo de trabajo pueden orientar futuras decisiones sobre la estandarización de accesorios y la integración de inspección automatizada.

4 Conclusión

La evaluación operativa de 2025 muestra que las actualizaciones coordinadas de equipos y el mapeo digital del flujo de trabajo mejoran significativamente la consistencia del mecanizado y la productividad a nivel de fábrica. Las reducciones en los tiempos de ciclo, la mayor utilización y los resultados dimensionales estables demuestran el valor de los sistemas multieje integrados. En trabajos futuros se podría explorar una mayor automatización en el desbarbado y la inspección final para aumentar la capacidad durante períodos de producción máxima.