Legrand

Diseño y fabricación de aparatos eléctricos.

TopSolid y Legrand GmbH

El grupo Legrand emplea a más de 23.000 personas en todo el mundo y registró un volumen de negocios consolidado de 2.900 millones de euros durante el ejercicio fiscal de 2004. Proporciona casi todos los accesorios eléctricos posibles a los ajustadores eléctricos para el hogar, la oficina y la fábrica: interruptores, tomas murales, variadores, interruptores fotosensibles y de detección de movimiento, sistemas teledirigidos… Dentro del grupo, la sede de Legrand GmbH en Soest (Alemania) se encarga de diseñar y producir el sistema de temporizador Rex y otros componentes para sistemas automatizados. Su trabajo incluye el diseño y la fabricación de herramientas y recursos de producción.

Reducir el tiempo de ejecución

Gran parte del éxito de Legrand reposa en el sector de la construcción. Para triunfar en este sector, las empresas deben proponer la máxima calidad a un precio moderado procurando ahorrar el máximo dinero posible. La utilización de una solución de CAD/CAM 3D universal para desarrollar herramientas resulta muy útil al respecto, sobre todo ahora que Legrand debe concentrarse cada vez más en las superficies complejas.

El equipo de diseño de herramientas creó su primera estación de trabajo 3D en 1996. A partir de entonces, un volumen creciente de datos 3D que no se podían evaluar y tratar de manera óptima hasta entonces ha sido introducido en el proceso de fabricación de las herramientas. «Subcontratamos la creación de programas de control numérico de los primeros electrodos 3D», cuenta Martin Drebber, experto en fresado.

Hace cinco años los manipuladores empezaron a estudiar un sistema de CAM 3D para sustituir a la solución 2 1/2D. Atendiendo a una sugestión de la sociedad matriz francesa (TopSolid es utilizado en centros Legrand de Francia y Chile), probaron entre otras la solución TopSolid’Cam de Missler Software. «En cuanto concierne a las herramientas más complejas, desde que utilizamos TopSolid hemos reducido el tiempo de ejecución de 20 a 12 semanas», declara Erhard Lorenz, responsable de fabricación de herramientas.

Pasar a la 3D en un periquete

«La inversión financiera nos ha permitido convertir a 3D todas nuestras herramientas y recursos de producción a la vez», explica Michael Wendel, responsable del diseño de herramientas. Lo que convenció definitivamente al grupo Legrand no fue tanto la rentabilidad de la herramienta como las ventajas de una cadena de proceso ininterrumpida desde el diseño de la herramienta hasta la pieza acabada. Lo más atractivo de la solución reside en la asociación de TopSolid’Mold con TopSolid’Cam, como confirman Erhard Lorenz y Michael Wendel.

A finales de 1998 Legrand compró tres licencias TopSolid para el servicio de fabricación de las herramientas y dos licencias más para el diseño de moldes TopSolid’Mold. Al mismo tiempo, el servicio de fabricación de herramientas recibía dos estaciones de trabajo TopSolid’Cam.

El diseño de herramientas: un trabajo de equipo

TopSolid permite crear una herramienta a partir de la geometría de sus componentes. Pero antes, los diseñadores y los manipuladores deben definir conjuntamente ciertas características, como la constitución general de la herramienta, la orientación de los componentes del molde, la línea de contacto, el emplazamiento de las boquillas de inyección, el lado por el que será expulsado el objeto, la posición del expulsor y de los ensamblajes de cajones. Los diseñadores deben asimismo tener en cuenta la máquinas que van a utilizar para fabricar los distintos componentes. «Por supuesto, el diseño variará en función de si preveo mecanizar un insero mediante fresado o electroerosión», declara Erhard Lorenz.

TopSolid’Mold ofrece múltiples funciones automáticas que facilitan el diseño de herramientas, como calcular la retirada de un modelo, optimizar su posición en el molde y determinar las líneas de contacto o las superficies susceptibles de no ser expulsadas del molde. El diseño de los grupos funcionales móviles como los ensamblajes de cajones y los cierres de moldes se puede simplificar definiendo las relaciones paramétricas entre los elements de un objeto. Además, el software busca automáticamente las colisiones entre los componentes y el resto de elementos del molde, una función que permite trabajar con toda tranquilidad y confianza, sobre todo al diseñar un circuito de refrigeración.

A Michael Wendel le sorprendió el magnífico tratamiento de los objetos estándar y de las piezas normalizadas a cargo de TopSolid’Mold, el cual es posible gracias a su vasta biblioteca 3D que incluye componentes de Hasco, de Strack y otros reconocidos proveedores. Además, la interfaz IGES ha permitido transferir cómodamente al nuevo programa los estándares de empresa ya creados en el sistema de CAD paramétrico.

Evaluación del diseño

Desde la fase de diseño de herramientas se han definido un gran número de parámetros fundamentales necesarios para el tratamiento posterior en forma de características TopSolid, por lo que pueden ser evaluados automáticamente por TopSolid’Cam. «Un agujero perforado con una tolerancia de 10H7 es reconocido como tal. El sistema sabe que debe centrar el taladro, realizar un primer orificio de dos décimas y finalizar el trabajo con la fresa. Así ya no tengo que definir yo mismo las etapas del tratamiento», explica Martin Drebber. El sistema también es capaz de reconocer y tratar automáticamente las cajeras. Estas funciones resultan particularmente útiles para modificar una herramienta ya diseñada, puesto que los programas de perforación y de fresado se pueden actualizar con sólo pulsar un botón.

Legrand no fabrica ni preseries ni modelos, por lo que las herramientas producidas son prototipos. En consecuencia, puede necesitarse modificar una herramienta acabada si la pieza no es expulsada del molde a la primera o no responde a las exigencias de calidad impuestas. También se puede requerir aumentar el grosor de la pared de un componente o un radio para mejorar el proceso de relleno. TopSolid’Cam identifica rápidamente todas las modificaciones gracias a la geometría de la herramienta y así puede calcular de inmediato las nuevas trayectorias de las herramientas.

Registra los ciclos de tratamiento complejos en forma de programas. «Por ejemplo, escribo un proceso de perforación que indica al sistema que si utiliza un taladro 10 para efectuar un orificio de 20 milímetros de profundidad puede llevar a cabo el proceso entero con un solo movimiento. Tras 20 milímetros, pasa al ciclo siguiente y retira las virutas», explica Drebber. «También puedo definir filtros que impiden seleccionar la herramienta errónea para tratar un bruto o un material determinado.» Drebber ha registrado asimismo parámetros de tratamiento específicos de ciertas herramientas en la biblioteca de herramientas, por ejemplo, la velocidad y la profundidad de corte o el avance por diente.

Acelerar la programación del fresado

Según Drebber, las funciones automáticas de TopSolid respecto al antiguo sistema han permitido reducir en un 80 % el tiempo necesario para crear un programa de fresado. Asimismo se ha acelerado por dos la creación de los programas de perforación. «Ganamos tiempo desde el principio, pues con un modelo 3D resulta más fácil ver cómo mecanizar la pieza, mientras que con un dibujo primero hay que imaginárselo. » El sistema de CAD/CAM ha permitido disminuir considerablemente el tiempo transcurrido entre el inicio del proceso de diseño de la herramienta y la producción del primer modelo, incluso si el tratamiento con las máquinas no se ha acelerado tanto. Los manipuladores introdujeron por tanto un nuevo software destinado a optimizar la alimentación y compraron un nuevo husillo de gran velocidad para garantizar el funcionamiento de los puestos de tratamiento a velocidades mucho mayores. Gracias a TopSolid’Cam, ahora se pueden fresar muestras para pruebas en un plazo de tiempo razonable. «Antes un muestreador habría tardado 150 horas para ensamblar una caja de plástico compleja; ahora, con el sistema 2 1/2D, necesitamos aún 72 horas para crear el programa de fresado, mientras que con TopSolid sólo tardamos 2 horas», indica Erhard Lorenz. La mayor ventaja de TopSolid la encontramos en términos de utilización de secuencias registradas, puesto que acelera el proceso de diseño al permitir reutilizar piezas existentes. La situación actual es muy distinta, como explica Reinhard Fastnacht, responsable de recursos de producción en Legrand. «Las piezas complejas, como los discos divisores, nunca se han diseñado completamente en 2D; se creaban piezas individuales y luego se finalizaba el trabajo en el taller de ajustes. Hoy en día, los ajustadores reciben piezas listas para montar y sólo tienen que ensamblarlas. » Esto no sólo ha reducido el tiempo necesario para montar los componentes, sino que garantiza también una estructura idéntica para todos los futuros puestos de ensamblaje.

Autor Michael Wendenburg, Sevilla
Fotos BG Diseño Marketing Comunicación

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