La Espigadora

MAQUINARIA
La Espigadora:
Solución Flexible para Trabajos Complejos
Alexandra Colorado Castro
Periodista M&M
Algunos productos en madera –como puertas o sillas– deben garantizar total estabilidad
estructural partiendo de la precisión del sistema de unión de sus piezas. La espigadora,
una máquina altamente productiva, puntual y flexible es la ideal para este propósito.
L
a industria busca, permanentemente, aprovechar en
sus procesos operativos, herramientas y maquinaria
que le permita adelantar eficientemente sus trabajos y obtener productos de alta calidad con un mínimo de esfuerzo; de hecho, esta es la razón para que los fabricantes de
equipos diseñen tipologías que realizan tareas muy puntuales y que son muy apreciadas a la hora de reducir tiempos, ahorrar materia prima y generar mayores ganancias.
Esta máquina, es la responsable de fabricar una de las
dos partes esenciales en la unión caja-espigo, un sistema
mucho más eficiente que el ofrecido por los tradicionales
tarugos o barrenos dado que la espiga es parte de la estructura misma de la pieza, mientras que los tarugos son
elementos independientes y pueden desajustarse con el
paso del tiempo. Precisamente, la garantía que ofrece el
sistema y su sencillez son los ítems que han impulsado
industrialmente la demanda de estos valiosos equipos.
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Foto: Paolino Bacci
La espigadora, una máquina tradicionalmente usada en
el sector transformador de la madera es una de las integrantes de ese grupo, ya que tiene como objetivo fabricar
exclusivamente partes provistas de espigo usadas en ensambles, dando forma (retesteando) a la punta de éstas
a fin de que puedan ser unidas a otras que las reciben en
una caja o mortaja, a través de un proceso tan sencillo
como exigente cuando de precisión se trata.
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Fotos: Paolino Bacci
También se destaca de estos equipos
su fácil operación, pues al menos el 80
por ciento de los tipos de espigadoras
existentes en el mercado, son alimentadas y operadas manualmente.
Precisamente, es el sistema caja y espigo, el que impera principalmente en
productos como sillas y puertas, cuyo
frecuente uso y particular configuración exige partes estables, uniones
seguras e incluso, el diseño de ensambles especiales que sólo es posible
obtener gracias a la flexibilidad de trabajo y a la calidad de los maquinados
ofrecidos por las espigadoras.
En este sentido, se concibe a esta máquina como ideal para producciones
en volúmenes importantes o trabajos
especiales de diseño y configuración, y
que justifican la inversión que implica
su compra pues, para muebles planos
y ensambles simples, el tarugo ha sido
siempre una alternativa conveniente,
no en vano su uso sigue siendo tradicional en países como Estados Unidos
y en algunos de Europa, en los que
el bricolaje es muy popular entre los
amantes del trabajo en madera.
Vale señalar que la espigadora hace
parte de un “matrimonio” eficiente
en el que su complemento es la mortajadora cajeadora o barreno, una
máquina encargada de hacer la caja u
orificio que recibe a la espiga en el ensamble y que tal como su contraparte,
hoy presenta un grado de tecnificación importante para ofrecer uniones
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Partes y Funcionamiento
Flexibilidad: Clave de su
Servicio
En general, la variedad en espigadoras es muy pareja en cuanto a operaciones se refiere; los fabricantes
ofrecen básicamente, el mismo tipo
de máquina con variantes significativas de tipo técnico, asociadas con
los materiales usados en la fundición
del cuerpo de la máquina, la calidad
de las piezas, la forma de operación
del equipo y algunos grado de complejidad adicional, por ejemplo, en
los componentes electrónicos o en
los movimientos de la mesa para el
fresado, dependiendo del sistema de
guías que integre.
Fabrizio Ciurlo, gerente de Ekamant,
empresa representante para Colombia de Bacci, firma italiana, fabricante y distribuidora de equipos para el
procesamiento de madera que ofrece
en su catálogo espigadoras, asegura
que la “ventaja” principal de estos
equipos es su flexibilidad, entendida
como la capacidad para realizar una
gran variedad de espigas complejas,
específicamente para uniones en ángulos compuestos.
Sin tratarse de máquinas fuera de lo
común, son altamente productivas
y esto se debe a su funcionamiento, sencillo pero eficiente. Estructuralmente, están compuestas por un
cuerpo que soporta la parte “operativa” de la máquina y que a su vez,
integra un grupo fresador, las guías
que posibilitan el movimiento de oscilación de ese grupo y las mesas de
trabajo sobre las cuales se ubican las
piezas a maquinar.
En estos casos tanto la espigadora,
como la cajeadora, se ajustan a las
exigencias del diseño del producto
a fabricar, pues su trabajo va mucho más allá de hacer espigas rectas,
uniones que pueden obtenerse fácilmente si se emplean tarugos. Se trata
de equipos lo suficientemente prácticos para trabajar con grados amplios
de libertad y posibilitar la fabricación
de elementos tan complejos –constructiva e industrialmente hablando–
como una silla.
El grupo fresador es un eje o árbol
portaherramientas, encargado de realizar la espiga en la sección de madera,
gracias a que realiza un movimiento
rotacional de la herramienta de corte en el extremo de la pieza (de desbaste oscilatorio), despuntándola y,
paralelamente, puede ajustarse para
variar la envergadura o ancho de la
espiga, en un rango que va desde los
9.0 milímetros hasta 120.0 milímetros
y espesores de hasta 40 milímetros
aproximadamente.
Tanto la espigadora como la cajeadora
están en capacidad de elaborar una gran
variedad de piezas, con diversos ángulos
de inclinación, imposibles de obtener con
herramientas tradicionales.
más diversas, complejas y precisas.
(Ver recuadro: Cajeadora: La Compañía Perfecta).
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Foto: Paolino Bacci
Modus Operandi
La espigadora hace parte de
las máquinas diseñadas para
trabajos específicos y altos
volúmenes de producción.
Aquí, frontal de la máquina.
En dicho árbol portaherramientas
–ubicado dentro del carter de protección– pueden instalarse varios tipos de
herramientas de corte, lo que permite infinidad de trabajos, tal es así que
es posible fabricar botones o remates
para barandas de pasamanos con sólo
acoplarle una cuchilla perfilada (muy
distinta a la usada para realizar espigas)
y trabajar el equipo, exclusivamente,
con un movimiento de rotación.
Existe una amplia variedad de herramientas de corte: los fabricantes
ofrecen desde las livianas fabricadas
en aluminio o las tradicionales en
acero, que bien pueden ser electrosoldadas con piezas en tungsteno
–y que requieren por esta misma
razón, afilados periódicos– o pastillas intercambiables que son las más
empleadas actualmente dado que
una vez sus cuatro cuchillas se desgastan, simplemente se desechan y
se reemplazan por nuevas. De igual
manera, el árbol portaherramientas admite ajustar cualquier tipo de
instrumento de corte, desde una cuchilla perfilada hasta una moldurada,
mediante el uso de diferentes tipos
de cabezal, lo que facilita el proceso
de algunos tipos de ensamble como
los ya mencionados.
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Para el caso de la mesa de trabajo,
sobre la cual se monta la pieza que
se asegura con prensores neumáticos, esta hace posible el maquinado
de la espiga en una amplia variedad
de orientaciones gracias a su sistema
de control de altura y de inclinación
en diferentes ángulos de 0° hasta los
90°, de manera que el equipo puede
trabajar en cualquier posición y generar espigas horizontales, verticales,
oblicuas o completamente redondas,
dependiendo de la necesidad del diseño de mueble.
De hecho, la máquina puede realizar
espigas de ángulo contrario respecto
a la pieza, caso muy frecuente en el
ensamble de partes pequeñas, tipo
marquetería, con lo que se pueden lograr uniones a 45°, estéticamente bien
hechas y muy seguras que no integran
puntillas u otro tipo de herraje.
Adicionalmente, el movimiento de
la mesa y el control de la oscilación
de la fresa, inciden en la forma de la
espiga (redonda o alargada, más ancha o angosta) y salva de paso el problema de acomodar y trabajar piezas
complejas como sucede con los peinazos de las sillas. (Ver recuadro Modus Operandi).
Así por ejemplo, si el trabajo exige la realización de una espiga de 15 mm de ancho
por 15 mm de espesor, en el centro de una
pieza de 40 mm, el operario, debe ajustar
la mesa de acuerdo a un nonio que le indica la altura correspondiente a la que debe
ubicarla, es decir, 20 mm de manera que,
con la oscilación de la máquina, se maquine
una espiga centrada.
Paso seguido el operario controla el ancho,
a través de los volantes, abriendo la oscilación del grupo fresador. La mesa, únicamente realiza un movimiento de traslación para
generar la distancia requerida para el trabajo y que la fresadora pueda desbastar.
Una vez la altura de la mesa está determinada, el operario cuadra los prensores
ubicándolos a una distancia suficiente para
que presione el listón o la pieza a espigar,
mientras que adicionalmente ajusta el ancho de la espiga. Un lector le informa las
dimensiones de la espiga y se pone en marcha la máquina.
Generalmente las espigadoras están construidas de manera que todos los movimientos de los distintos elementos se basan en
guías mecánicas. Dichos movimientos son
controlados por sistemas electro neumáticos sincronizados para ejecutar cada una
de las funciones requeridas, además de
controlar las válvulas de los prensores de
sujeción de las piezas a trabajar.
Por lo general, estos equipos requieren de
aire comprimido a presión constante de 4 a
5 bar (60-90 libras) para trabajar.
Por lo general, las espigadoras actuales cuentan con mesas dobles para
ganar en productividad pues mientras que en una se monta una pieza,
en la otra se realiza la espiga, alimentación de la que se encarga expresamente el operario.
Ya en materia de la bancada, los fabricantes de estos equipos han optado
mayoritariamente por usar –por costos y facilidad en la transformación
–materiales como láminas dobladas
y soldadas, sin embargo, son las espigadoras con soportes en fundición
las que gracias a su peso (1) reportan
mayor estabilidad y en consecuencia,
menor tendencia a vibrar cuando son
sometidas a los esfuerzos propios de
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Foto: Paolino Bacci.
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Ejemplo de trabajo. 1) Espiga horizontal.
2) Espiga a 45°. 3) Espiga vertical.
un trabajo con fuertes movimientos de rotación del equipo
fresador, lo que se traduce en piezas más precisas y equipos con tiempos de servicio mucho más prolongados.
Vale señalar que las espigadoras no son equipos complejos, de hecho pese a los tipos (2), y aunque integre un PLC
que controla la entrada y la salida de las electroválvulas
y por ende, sus funciones–como el prensado de las piezas y el comienzo y finalización de los ciclo de trabajo– el
90 por ciento de la oferta no es de control numérico por
la sencilla razón que su trabajo tan específico, de “sencillo” funcionamiento y que requiere de la permanente
intervención del operario, no amerita, por parte de los
fabricantes, la inclusión de software ultra sofisticados que
elevan su costo y no inciden en su productividad.
Para los casos especiales, en los que los volúmenes de producción son realmente elevados (por ejemplo: 4.000 sillas
diarias), existen algunas referencias equipadas con CNC,
pues cuentan con formas de programación que las hacen
“autónomas”; se trata de robots –altamente especializados
y tecnificados– capaces de realizar en una pieza y en tiempo récord, dos espigas simultáneamente y en cualquier
posición, además de contar con alimentadores automáticos. Su complejidad las hace realmente costosas pues
alcanzan los 300 millones de pesos, razón por la que sólo
empresas de elevadísimas producciones las utilizan.
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Foto: Paolino Bacci
Fresas con placas
reversibles, que
pueden ser de uso
opcional.
Aunque durante las tres últimas décadas, la fuerte demanda mundial
de espigadoras se redujo –debido
a la creciente utilización del tarugo,
del que se reconoce su fácil instalación–, en los últimos años la industria
fabricante de productos en madera
ha recobrado su interés por estos
equipos, al reconocer la facilidad de
su manejo, su capacidad para aumentar los volúmenes de producción en
tiempos más cortos, la posibilidad de
generar diseños particulares a partir
del espigo y la caja, la precisión que
alcanzan las piezas y una mejor estabilidad en los productos con este tipo
de ensamble.
De hecho en Colombia, donde las empresas fabricantes de muebles y productos en madera no tienen aun acceso a tecnología de avanzada para producir y son muy pocas las que se precian de contar con plantas realmente
tecnificadas, “existe hoy una demanda
medianamente importante de máquinas de este tipo”, asegura Fabrizio
Ciurlo. “Para el año anterior pusimos
en el país cuatro juegos de máquinas
(espigadora-cajeadora) y actualmente tenemos pedidos y cotizaciones de
otras”.
Vale señalar que actualmente, son
los fabricantes de maquinaria italianos y alemanes, los mayores proveedores de espigadoras en el mundo, y
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quienes se destacan por ofrecer equipos de gran calidad en cuanto a materiales de construcción y sistemas
operativos integrados. También existe
una interesante oferta de equipos fabricados en Taiwan y China, basados
esencialmente en diseños italianos y
alemanes, con un precio inferior aunque no significativo, pero también
mucho más frágiles y menos versátiles que sus similares europeas.
Si bien es cierto que las espigadoras,
en general, pueden considerarse costosas a la hora de la compra –puestas
en Colombia y sin IVA, cuestan entre
60 y 65 millones de pesos– también
vale anotar que son altamente productivas si se emplean para generar altos
volúmenes de producto y en especial,
Sin embargo, antes de adquirirlas es
indispensable que el fabricante de
muebles estime las características
técnicas del equipo que desea frente a la realidad operativa y creativa
de su trabajo, y considere paralelamente el concepto de costos operativos y calidad en los productos finales que ofrece el equipo y la calidad
y flexibilidad del mismo, lo que tiene directa relación con su vida útil y
rentabilidad.
En este sentido, la máquina facilita y
optimiza considerablemente el trabajo operativo en términos de horas/
hombre. Así, tomando como ejemplo
una empresa fabricante de sillas que
se sirva de la espigadora, se encuentra que su uso reduce los tiempos de
fabricación de las espigas y el proceso de ensamble: la máquina hace
en promedio dos espigas en una
sola pieza, en cerca de 15 segundos
(240 piezas por hora o 1600 al día (3)),
en un turno regular de ocho horas,
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El Mercado y la Elección
Correcta
si existe la necesidad de producir diseño particulares. Ciurlo asegura que
la inversión puede recuperarse en un
término no mayor a un año.
Espigadora redondeante doble con cargador, operación de carga y
descarga sincronizada y automática, una productividad de hasta 2400
espigas/hora y tiempo de ajuste reducido. Una variedad ultra sofisticada
para altos volúmenes de piezas.
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La espigadora doble con cargador cuenta con
dos cabezales contrapuestos que trabajan
simultáneamente las dos extremidades de la
pieza, posee doble sistema de bloqueo, cabezales
motorizados y control numérico. Detalle en
pantalla de ejes posicionados.
aunque la producción también depende de la agilidad del
operario para ajustar y alimentar el equipo, la disponibilidad de material, las dimensiones de las espigas, entre
otras condiciones.
Otros son los indicadores cuando este mismo proceso se
adelanta con herramientas básicas como el trompo o la sierra –que son las empleadas tradicionalmente en los talleres
que no cuentan con espigadora– y con las cuales se incrementan los pasos del proceso y por ende, los tiempos.
Para el caso de uso del trompo, éste trabaja a partir de dos
fresas que se ajustan a distancia para fijar el grueso de la
espiga, posteriormente, se realiza el corte y finalmente es
necesario un desbaste manual en cada una de las puntas
de la pieza. En el caso del trabajo con sierra, primero es
necesario el corte de cada una de las cuatro caras de la
pieza, para que luego sean trabajadas verticalmente y así
perfeccionar el corte. En estos casos se realizan ocho operaciones, en un tiempo, para cada fase, de aproximadamente 25 segundos; es decir que la elaboración de cada
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Cajeadora: La Compañera Perfecta
Para elaborar piezas de ensamble, son dos los equipos que intervienen: la ampliamente explicada espigadora, y la cajeadora o
mortajadora encargada de realizar los orificios o cajas que reciben
la espiga.
A nivel de funcionamiento, es mucho más sencillo que el de su
“compañera de fórmula”. También está provista de un grupo fresador que, para este caso, gira y realiza movimientos de forma oscilatoria sobre su propio eje. Para la ejecución de cajas en distintos
ángulos, las mesas cuentan con sistemas manuales para escualizarlas con lo que se logran amplias posibilidades de ejecución. En
el caso de las mortajadoras de doble mesa, las más requeridas, se
pueden hacer cajas completamente distintas en cada lado de la
máquina, lo que aumenta su flexibilidad.
Las mesas –instaladas sobre guías con ejes rectificados o con colas
de milano (las mejores) que se mueven sobre la misma guía para
mejorar su desplazamiento y ajuste de altura en distintos grados
de inclinación, se limitan a movimientos transversales para cumplir la tarea de perforación de la madera. En este caso, el operario
debe hallar el punto exacto de ubicación de las piezas de madera
a trabajar y asegurarse que las herramientas de corte realicen perforaciones en puntos precisos.
Estas máquinas, que pueden ser combinadas con otras para obtener trabajos realmente complejos, también cuentan con bancadas
en fundición o lámina doblada, tal como las espigadoras.
Cabe aclarar que tanto en la espigadora como en la cajeadora, el
movimiento de traslación puede ser opcional, ya que en ocasiones
sólo es necesario el movimiento de rotación para la elaboración
de piezas sencillas, como los botones para cajones.
espiga puede tardar en promedio cuatro minutos, con un
altísimo grado de imprecisión y riesgo en los cortes, y con
la necesidad adicional de limar las aristas de la espiga (4).
Pero las ventajas del equipo no se reducen a más piezas
en menos tiempo, también ofrece mayor calidad en los
trabajos con superficies óptimas y dimensionamientos
precisos que no se logran tan fácilmente con el uso de
un trompo o sierra. Lo anterior aporta a producir también
piezas terminadas, estructuralmente más estables, seguras y durables, y por ende, a reducir las reclamaciones o
garantías por productos defectuosos.
Así pues, el industrial de la madera cuenta hoy con una
opción que le permite fabricar piezas de ensamble realmente funcionales y acordes con los estándares de calidad de producto que exige el mercado, justas y especiales
para muebles novedosos en cuanto a diseño se refiere. La
espigadora hace parte, actualmente de aquellos equipos
especializados, con funciones específicas de alto rendimiento y muy convenientes cuando se pretende alcanzar
la modernización de planta, conquistar nichos con mejores productos y lograr una economía de producción inteligente y rentable.
Citas
1) Mientras el peso de una espigadora fabricada en lámina doblada es de
600 kilos en promedio, el de una elaborada en fundición es de 1.000
kilos. Otras dimensiones: 1,50 metros de ancho x 1,10 de profundidad
x 1,35 de altura.
2) Algunos fabricantes de maquinaria ofrecen también una tipología de
espigadoras cuyas mesas permanecen fijas y es el grupo de fresas el
que se mueve gracias a su doble sistema de traslación para girar y desplazarse en la pieza.
Fotos: Paolino Bacci
3) La máquina teóricamente puede trabajar hasta 2000 piezas en un día,
es decir 4000 espigas en un turno laboral de ocho horas. Aspectos como
el ancho de la espiga, la materia prima disponible, la disposición del
área de trabajo e incluso los tiempos de descanso del operario influyen
en este tiempo.
4) Considerando que la caja –en el tipo de unión mencionada en este artículo–, presenta siempre una forma redondeada en los extremos producto de los giros de la herramienta que realiza la perforación, y que las
espigas obtenidas con el uso de la sierra, son siempre cuadradas en sus
aristas, es necesario limar adicionalmente para corregir la forma en las
cuatro aristas resultantes en la espiga, a fin de asegurar el ensamble.
Cajeadora con mando a pedal para funcionamiento
semiautomático y mandriles horizontales y
verticales equipados para cojinetes de contacto
oblicuo para productividades muy elevadas.
Fuente
•
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Fabrizio Ciurlo. Diseñador industrial y gerente de Ekamant Colombia,
representante para Colombia de Bacci firma italiana fabricante de equipos para el procesamiento de madera. fabrizio.ciurlo@ekamant.com
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