Molduradora

Se conoce como molduradora a la máquina para cortar piedra. Las máquinas molduradoras pueden emplear hilo diamantado para producir el corte; esto significa un método abrasivo.

Contexto

El aumento de la demanda de los productos de piedra natural en los diferentes campos de la construcción ha conllevado el desarrollo de diversas herramientas y máquinas de corte destinadas al aumento de la productividad y de la calidad de estos productos, conservando unos costes moderados.

El desarrollo del hilo diamantado ha posibilitado una explotación más ecológica y ordenada de las canteras, a la vez que en las etapas de elaboración en taller, permitiendo altos rendimientos, aprovechamiento del material y mejores acabados superficiales del producto.

Se han desarrollado máquinas muy fiables para las tareas de escuadrado de bloques y obtención de planchas, bien sea mediante corte vertical o mediante corte horizontal. Los distintos movimientos de traslación y rotación necesarios para llevar a cabo estas tareas pueden ser controlados o no por el control numérico correspondiente.

Sin embargo, la elaboración de piezas complejas mediante máquinas molduradoras de hilo diamantado requiere un control total por parte del control numérico de los distintos movimientos y variables de la máquina.

Aspectos mecánicos

Dada la complejidad de las piezas y de las superficies susceptibles de ser obtenidas mediante el corte con hilo en estas máquinas, el aspecto mecánico ha de ser especialmente cuidado durante su diseño, ya que la exactitud de los movimientos depende no solo de la exactitud en el control, sino también de la exactitud de ensamblaje y movimientos relativos entre los distintos componentes de la máquina.

Así, tras la fabricación o mecanización de las distintas piezas y conjuntos que forman la máquina, operaciones tales como planificado de las superficies en contacto, tratamientos térmicos, estabilización y calibrado, son pasos indispensables para obtener la necesaria precisión final en las piezas, evitando deformaciones de la estructura que se trasladarían a la piedra en forma de errores irreparables, con el consiguiente coste temporal y económico.

Igualmente importante es el sistema de desplazamiento vertical de los carros y el desplazamiento longitudinal de la mesa. En ambos casos, el mecanismo más recomendable es el de husillo rectificado y una tuerca de bolas, todo ello accionado mediante un motor eléctrico tipo Brushless. De este modo, el contacto tuerca-husillo se lleva a cabo en múltiples puntos y es un contacto puntual, en lugar de entre superficies planas, en el que el desgaste de las superficies en contacto debido al rozamiento provocará inexactitudes en los movimientos verticales de los carros y longitudinales de la mesa.

Para evitar el efecto del ambiente agresivo en el que trabajan estas máquinas los husillos se deben instalar con unos fuelles protectores. Además, la lubricación de los husillos ha de ser constante, con lo que la instalación de una central de engrase en la máquina se hace imprescindible.

Otro aspecto importante de diseño radica en el movimiento de rotación de la mesa. Uno de los sistemas más precisos disponibles en la actualidad consiste en la instalación de una corona dentada que permite la rotación mediante el accionamiento de dos motores de sistema Backlash. Frente a la solución clásica de un único motor, la presencia del segundo motor se justifica debido a que, ante la orden de giro de un determinado ángulo, el control numérico es capaz de evaluar la desviación sobre el ángulo objetivo que se produce y actúa sobre el segundo motor, haciendo que éste corrija dicha desviación.

Para obtener un mayor rendimiento de la herramienta así como una mayor velocidad de corte, las máquinas de moldurar han de disponer de un sistema de aproximación y guía. Para ello, el sistema ha de ser capaz de reducir la luz de corte del hilo por un lado y de adaptar la posición de las poleas guía a la dirección del corte por otro.

Por tanto, además de poder aproximarse a la piedra a cortar, el cabezal en el que se sitúan las dos poleas guía del hilo ha de ser capaz de girar 360º alrededor de un eje definido por el hilo comandado por el control numérico. De este modo las poleas guía se adaptan a la dirección del corte del hilo, permitiendo mayor rendimiento y velocidad de corte sin riesgo de que el hilo se salga del canal de la polea durante el avance del corte, consiguiendo además una trayectoria de corte más precisa.

Este sistema de aproximación ha de ser lo suficientemente preciso, a la vez que robusto, para soportar la fuerza transmitida por el hilo durante el corte, cualquiera que sea la proximidad con la piedra.

Sistemas de regulación y control

De entre todos los movimientos relativos existentes en una máquina de moldurar mediante hilo diamantado, el control de cinco de ellos es crítico para la correcta ejecución de las molduras: el movimiento vertical de los carros laterales, el movimiento de traslación de la mesa, la rotación de la mesa y la rotación del sistema de guía y aproximación.

Para la regulación y control de estos cinco movimientos, es necesaria la instalación de un control numérico de seis ejes con posibilidad de variación simultánea. De esta forma, el CNC controla de manera instantánea e independiente la posición de los seis motores mencionados anteriormente, adaptando la posición del sistema a la forma y dirección del corte, alargando la vida tanto de la herramienta como de las poleas guía.

Bien es sabido que el hilo diamantado es una herramienta de corte que requiere cuidados especiales para obtener de ella una larga vida, además de un elevado rendimiento y un corte de calidad. Por ello, además de un control completamente automatizado de los distintos motores que intervienen en el funcionamiento de la máquina, se hace necesaria la incorporación de sistemas de regulación y control adicionales imprescindibles para un desarrollo preciso del corte: sistema de tensionado automático del hilo capaz de detectar desde un exceso de arco en el hilo hasta la rotura del mismo, sistema de refrigeración de la herramienta mediante boquillas de impulsión orientables, sistema de variación de la velocidad lineal del hilo por medio de un variador electrónico para evitar fenómenos de resonancia mecánica del hilo.

Conclusiones

El camino hacia la automatización, simplificación y mejora en la calidad del producto final, en la elaboración de piezas complejas y cantería tradicional, ha motivado el diseño y adaptación de tecnologías y procesos de fabricación generalmente asociadas a otro tipo de mercados y materiales. La utilización de máquinas de moldurar cuidadas tanto en su diseño como en la selección de sus componentes, significa un gran avance hacia este objetivo de mejora tecnológica, con un gran componente de reducción de costes y aumento en la velocidad de fabricación.