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Preparación automatizada del cordón de soldadura con máquinas CNC

Mecanizado en 3D (corte en bisel) con tecnología de plasma, láser, chorro de agua y oxicorte

Según estudios de campo, hasta el 50% de las piezas producidas con máquinas CNC en todo el mundo requieren una preparación de la soldadura. Al mismo tiempo, sin embargo, sólo un porcentaje mucho menor de las máquinas utilizadas están equipadas con tecnologías para cortar los bordes de la soldadura. Una de las razones podría ser los costes de inversión en equipos tecnológicos actualizados. Sin embargo, es más evidente la suposición de que los responsables de la toma de decisiones en muchas empresas simplemente tienen muy poca información sobre las posibilidades de las tecnologías modernas para la preparación del cordón de soldadura en las máquinas de corte de pórtico. Cualquiera que analice el tema con detenimiento se dará cuenta rápidamente: Los mayores costes de adquisición se amortizan en muy poco tiempo. Esto se debe a que las ventajas comparativas de las soluciones modernas y actualizadas son considerables. Por ejemplo, gracias a la alta precisión, casi no es necesario volver a trabajar. Además, se produce un inmenso ahorro de tiempo y recursos de producción, ya que, en definitiva, se requiere menos manipulación de material entre las distintas estaciones de procesamiento. Y cuando se trata de procesar de forma automatizada preparaciones de cordones de soldadura para bases de contenedores, tubos, perfiles rectangulares o IPE, la integración de una unidad para el corte en bisel en sistemas de corte de pórtico es incluso considerablemente más barata que la compra de un robot utilizado habitualmente para este fin hasta ahora.

La pretensión de MicroStep es suministrar máquinas de corte que puedan producir preparaciones de soldadura de la más alta calidad y precisión. Por lo tanto, desde la introducción del rotador de plasma MicroStep en 2000 y del rotador de chorro de agua MicroStep en 2001, se han realizado grandes esfuerzos de forma continua para establecer el corte en bisel automatizado como una tecnología de producción común y altamente eficiente para la preparación de bordes de soldadura en varios tipos de material. A lo largo de los años, los avances en la mecánica y el control de movimiento de las unidades de biselado MicroStep también han ido acompañados del desarrollo continuo de la tecnología de plasma y láser por parte de los proveedores de MicroStep. En este sentido, MicroStep puede ofrecer soluciones de corte en 3D para una amplísima gama de materiales y espesores diferentes. Nuestras soluciones de equipamiento permiten a nuestros clientes -gracias al sistema de calibración automática y a la compensación adaptativa del ángulo de bisel- cortar biseles fácilmente y con tecnología de plasma, chorro de agua, oxicorte o láser. Dependiendo de la tecnología de corte utilizada, los chaflanes pueden cortarse en una gama de espesores de material de 5 a 300 mm. Además, las máquinas MicroStep son capaces de combinar diferentes tecnologías (por ejemplo, plasma y chorro de agua) dentro de un mismo plan de corte, gracias a las características únicas del sistema de control iMSNC que hemos desarrollado y a un profundo conocimiento de las diferentes tecnologías de corte.

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PLASMAROTATOR Corte en bisel/ preparación del cordón de soldadura con tecnología de plasma hasta 52°.
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AUTOGENROTATOR Corte en bisel/ preparación del cordón de soldadura con tecnología de oxicorte hasta 65°.
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LASERROTATOR Corte en bisel/ preparación del cordón de soldadura con tecnología láser hasta 45°.
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ROTATOR DE CHORRO DE AGUA Corte en bisel/preparación del cordón de soldadura con tecnología de chorro de agua hasta 45°.

Las máquinas MicroStep ofrecen dos tipos de procesos de corte en bisel.

DBP - Proceso de biselado directo - representa el tipo clásico de preparación del cordón de soldadura en el que el bisel se corta directamente en la materia prima (chapa, tubo, perfil o base de contenedor). El bisel deseado -A, V, Y, X o K- se crea mediante la unidad de biselado que mecaniza una arista de corte varias veces (a veces utilizando diferentes ángulos de corte). Los sistemas de corte de pórtico MicroStep con dos unidades de biselado también permiten el corte paralelo de dos piezas idénticas.

ABP - Proceso de biselado adicional - Permite el biselado posterior de piezas ya cortadas por plasma, láser, oxicorte o incluso chorro de agua

Las tecnologías para obtener resultados precisos y seguros en el proceso se utilizan con éxito

En general, la precisión del corte en bisel viene determinada por la precisión mecánica de la máquina de corte, la precisión de la tecnología de corte utilizada y la calidad de los algoritmos utilizados para controlar la distancia de la antorcha con respecto al material cortado. Además del uso constante de componentes de alta calidad, la precisión mecánica de las máquinas de corte en bisel de MicroStep está garantizada por varias tecnologías innovadoras.

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ITH - Porta linternas inteligente - garantiza la protección del quemador en caso de colisión accidental. Su función de deslizamiento hacia atrás garantiza que el quemador vuelva a la posición correcta una vez eliminada la colisión. El cuerpo del ITH contiene un avanzado sistema de sensores para detectar la posición exacta del quemador y también ofrece la función de rotación sin fin.

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ITH - Porta linternas inteligente - garantiza la protección del quemador en caso de colisión accidental. Su función de deslizamiento hacia atrás garantiza que el quemador vuelva a la posición correcta una vez eliminada la colisión. El cuerpo del ITH contiene un avanzado sistema de sensores para detectar la posición exacta del quemador y también ofrece la función de rotación sin fin.

Compensación de los desplazamientos longitudinales - es una función opcional que garantiza la precisión absoluta del sistema de corte en la dirección longitudinal: Durante la instalación, la máquina se mide con un interferómetro láser. Los valores medidos se utilizan para calibrar el sistema de posicionamiento. La medición se puede realizar a petición del cliente cuando se cortan piezas largas con requisitos de precisión muy elevados.
La precisión de la tecnología de corte también se mejora al eliminar las desviaciones naturales del haz una vez que el soplete se encuentra en una posición inclinada con respecto al material, lo que provoca una diferencia no deseada en el ángulo de corte con respecto a la inclinación teóricamente programada.

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ABC - Compensación de bisel adaptable - es una función avanzada del control iMSNC para compensar estas mismas desviaciones del haz. ABC permite la implementación de bases de datos con ángulos de compensación y otros valores para diferentes tecnologías de corte (por ejemplo, la tecnología True Bevel™ de Hypertherm). Los valores de compensación también pueden ser fijados directamente por el operador de la máquina.

Por último, MicroStep ha desarrollado un sistema de control de altura inteligente para garantizar un seguimiento preciso de la superficie del material durante el corte en bisel por plasma, con la antorcha siempre posicionada a la altura de corte correcta.

STHC - Control de altura autodidacta - es una combinación de control de movimiento en 3D, algoritmos de autoaprendizaje y control de altura adaptativo basado en la tensión del arco de plasma. El STHC garantiza que la antorcha se coloque exactamente a la altura correcta en cualquier ángulo (por ejemplo, durante el corte en bisel variable).


Todas las funciones descritas contribuyen significativamente a mejorar la precisión del proceso de preparación del cordón de soldadura. En todo el mundo hay actualmente más de 700 unidades de biselado MicroStep en servicio, de las cuales aproximadamente la mitad están equipadas con la tecnología patentada ACTG: los excelentes resultados de corte inspiran a cientos de usuarios en todo el mundo.

Criterios para el corte en bisel ideal

Para que los sistemas de corte ofrezcan resultados óptimos y permitan una repetibilidad exacta, deben cumplirse una serie de criterios. En los últimos años, los fabricantes innovadores han desarrollado una gama de sistemas para garantizar la fiabilidad y la precisión del proceso, en función de la tecnología de corte utilizada (plasma, láser, oxicorte, chorro de agua). MicroStep es un pionero en la industria cuando se trata de la fiabilidad del proceso en la preparación del cordón de soldadura. A continuación se presentan tres criterios para el corte en bisel ideal en el corte por plasma.

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Herramientas calibradas con precisión

Las herramientas calibradas con precisión constituyen una base absolutamente necesaria para obtener chaflanes precisos. A menudo existe la idea errónea de que basta con recoger los datos de medición y calibrar las herramientas en función de estos datos, ya sea de forma mecánica o únicamente introduciendo manualmente los valores de corrección correspondientes en el control de la máquina. Sin embargo, con este enfoque, las desviaciones angulares de la antorcha apenas pueden reducirse por debajo del límite de 0,5 mm, por no hablar del elevado gasto de tiempo que supone el ajuste puramente mecánico.

Aquí es donde entra el MicroStep Plasmarotator. Todo el proceso de calibración está totalmente automatizado y elimina las desviaciones en el rango de las centésimas de milímetro. El soporte de antorcha de reapriete automático del cabezal de corte en bisel ya garantiza que la desviación no sea superior a 0,5 mm incluso después de una colisión de la antorcha.

El resto lo hace el control de la estación de calibración: Para ello, se miden los puntos extremos exactos de la punta de la antorcha con diferentes rotaciones (coordenadas X, Y y Z). Basándose en las desviaciones medidas, el sistema de control calcula todos los valores de corrección necesarios, que se aplican automáticamente durante el siguiente proceso de corte. Este sistema de calibración automática (ACTG® - Calibración Automática de la Geometría de la Herramienta) proporciona una calidad completamente nueva en el corte en bisel. Mejora significativamente la precisión y exactitud dimensional del proceso de corte, elimina la necesidad de tediosos ajustes mecánicos y aumenta considerablemente la productividad del sistema.

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Control de altitud adaptativo

Para conseguir la mayor precisión posible en el componente cortado, es importante mantener exactamente la distancia de la punta de la antorcha a la superficie del material a mecanizar durante el proceso de corte. La llamada altura de corte se controla a través de la tensión del arco, que funciona de forma fiable y sin problemas para cortes sencillos en 2D.

Sin embargo, en el corte en bisel entran en juego otros factores que influyen en la distancia correcta de la punta de la antorcha a la superficie del material a mecanizar. Para ello, MicroStep® ha desarrollado el método de control adaptativo de la altura de la antorcha (ATHC®): Todos los parámetros necesarios para la preparación del cordón de soldadura se ajustan automáticamente mediante el software de control, de modo que se realiza un corte en bisel perfecto en todo momento.

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Compensación adaptativa del ángulo del chaflán

Además de los factores mencionados anteriormente, la precisión de las piezas cortadas también se ve influida significativamente por la formación de la sangría, que se crea al cortar con el arco de plasma. Para una mejor ilustración, en la figura adyacente se muestra la forma de la cuchilla a una corriente de 260 amperios con diferentes ángulos de inclinación (15°, 30° y 45°).

Como puede verse en la ilustración, los ángulos de bisel en los respectivos lados opuestos de la cuchilla no son idénticos. Esto se debe, por un lado, a la forma del arco, que no se corresponde del todo con la forma cilíndrica ideal, y, por otro, a la descarga de mayores cantidades de material en el bisel negativo que en el positivo. Al mismo tiempo, se produce la formación de escoria y, por lo tanto, el redondeo del borde superior del bisel negativo, en contraste con el borde inferior del bisel positivo, que permanece afilado. Esto lleva a la necesidad de realizar otras correcciones, tanto del ángulo de inclinación de la antorcha como de la dimensión de la pieza, de forma que la pieza cortada acabada tenga exactamente las dimensiones deseadas.

Estas correcciones son correspondientemente diferentes para los contornos de la pieza positiva y de la pieza negativa. Ambos están influenciados por el ángulo de inclinación de la antorcha y la fuerza de la corriente de corte. Para minimizar las desviaciones causadas por la "naturaleza del arco de plasma", todos los sistemas de corte equipados con un rotador MicroStep tienen de serie la Compensación Adaptativa de Bisel (ABC®). Este sistema de corrección, junto con el Sistema de Calibración Automática (ACTG) y el Control de Altura Adaptativo (ATHC) descritos anteriormente, garantiza la precisión y exactitud dimensional del corte en bisel con plasma.

Diferentes tipos de bisel (costura en V, costura en X, costura en Y, costura en K)

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Ventajas de los sistemas de corte CNC para la preparación del cordón de soldadura

Corte 3D en diversas industrias

En general, todos los procesos de corte habituales, como el plasma, el oxicorte, el chorro de agua y el láser, pueden utilizarse para cortar chaflanes. No sólo las chapas planas, sino también las piezas geométricas (tubos, vigas, perfiles, bases de contenedores) pueden dotarse de biseles en V, en Y y en K de esta forma, pero también de biseles variables que son necesarios para diversos procesos de soldadura. El corte en bisel desempeña hoy en día un papel importante en diversos ámbitos de aplicación de la industria metalúrgica: en el corte por encargo de piezas individuales, en construcciones para la construcción naval y para el sector energético, en el procesamiento de materiales en la industria de la construcción y de los vehículos, así como en la construcción de contenedores y aparatos.

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Diferentes geometrías con diferentes tecnologías
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Corte en bisel con diferentes métodos de corte
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Serie sencilla y multifuncional para la preparación del cordón de soldadura
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Sistemas de corte CNC con tecnología de rotadores

Ya sea con plasma, oxicorte, chorro de agua o láser: MicroStep tiene la tecnología perfecta para su tarea de corte: precisa y fiable. Elija su máquina.

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MSE SmartFL


El sistema de corte por láser de fibra MSE SmartFL de MicroStep Europe es una entrada potente y al mismo tiempo asequible en el corte por láser 2D de alta calidad. La serie está disponible en áreas de procesamiento de 1.500 x 3.000 hasta 2.500 x 6.000 mm y puede equiparse con fuentes láser de hasta 12 kW de potencia.

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