Por que a inspeção na máquina é fundamental para a usinagem de precisão

Para controle de qualidade de peças usinadas CNC, a maioria das oficinas usa uma máquina de medição por coordenadas. Um CMM verifica se a geometria e as dimensões de uma peça acabada correspondem ao projeto original, garantindo que o cliente não receba peças defeituosas. Ele identifica até mesmo os erros mais marginais e permite que o maquinista retrabalhe uma peça defeituosa.

Para um proprietário de uma oficina mecânica, no entanto, a CMM está longe de ser uma solução perfeita. Embora este tipo de inspeção forneça segurança para o cliente, não garante um alto nível de produtividade para o maquinista. Por quê? Porque identificar erros após a usinagem significa que você já está atrasado para recuperar custos. Quando uma peça precisa ser retrabalhada porque a máquina CMM retorna um resultado negativo, o valor dessa peça diminui pela metade. O dobro do tempo esperado está sendo gasto, assim como o dobro do material.

Uma solução alternativa é a inspeção na máquina com um sistema de apalpador de máquina-ferramenta. Os sistemas de apalpação de máquinas-ferramenta são dispositivos de medição instalados na própria máquina CNC, usados ​​para configurar peças e medir dimensões durante e imediatamente após o processo de usinagem.

Este artigo explica como usamos a inspeção na máquina em nossa oficina CNC e por que as oficinas de máquinas CNC devem seguir o exemplo.

1. Facilitar o gargalo do CMM

Restringir o controle de qualidade a uma CMM tem desvantagens significativas e os problemas podem ir além da simples duplicação do tempo de trabalho e dos custos de material. Em uma oficina movimentada, qualquer máquina CNC provavelmente receberá uma nova configuração assim que um conjunto de peças for removido da mesa de trabalho. Se a CMM rejeitar algumas peças posteriormente, o maquinista terá que esperar que uma máquina fique disponível – ou pior, interromper outro trabalho – e então configurar a máquina novamente. As peças rejeitadas podem diminuir a produção, produzindo um efeito dominó que atrasa muitos trabalhos.

Além disso, a dependência de uma CMM pode resultar em longas filas, pois todos os trabalhos na oficina exigem inspeção da mesma máquina ou grupo de máquinas. Incorporar a inspeção nas próprias máquinas CNC pode aliviar o gargalo da CMM, porque a carga de inspeção pode ser distribuída por vários sistemas ou, em alguns casos, totalmente tratada pela máquina CNC.

2. Melhore a eficiência

O uso de uma CMM geralmente é necessário para o controle de qualidade, especialmente durante a usinagem de precisão, pois verifica se as peças atendem às especificações geométricas e dimensionais. Mas a inspeção na máquina não precisa substituir a CMM; em vez disso, ele pode trabalhar sozinho ou em conjunto com o CMM para tornar a inspeção — e todo o ciclo do produto — mais eficiente.

Um sistema de apalpador de máquina-ferramenta, montado no fuso ou torre da máquina, oferece vários benefícios para uma oficina. O sistema pode ser usado para identificar e configurar peças - um processo que pode levar 10 minutos manualmente, mas apenas alguns segundos com um apalpador - e pode medir características durante o ciclo de usinagem e imediatamente após, quando as peças ainda estão na mesa de trabalho.

Configure as peças de trabalho rapidamente

Um sistema de apalpação também pode realizar tarefas como monitorar a condição da superfície da peça de trabalho e iniciar a correção automática de offset. Além disso, muitas rotinas de apalpação não interrompem o processo de usinagem, de modo que a inspeção pode ser realizada sem interrupção.

As sondas são úteis porque detectam erros significativos cedo, o que reduz imediatamente o desperdício e, se uma CMM estiver sendo usada posteriormente, reduz as chances de a CMM rejeitar uma peça. Se uma CMM estiver sendo usada, as sondas também permitem que a equipe de controle de qualidade reduza sua taxa de amostragem. Por exemplo, eles podem inspecionar uma em 50 peças no CMM em vez de uma em 20, sabendo que a maioria dos erros possíveis teria sido detectada e corrigida pela sonda na máquina. A introdução da inspeção na máquina pode, portanto, reduzir o tempo total de inspeção e, ao mesmo tempo, diminuir o gargalo da CMM, permitindo que as peças sejam enviadas mais rapidamente e aumentando a produtividade da oficina.

Inspeção em processo para peças usinadas

3. Aumente a precisão para pós-usinagem

A inspeção na máquina pode ser benéfica em praticamente todas as situações de usinagem CNC, reduzindo drasticamente as chances de ter que descartar peças com defeito. No entanto, os sistemas de apalpadores são especialmente valiosos para usinagem de precisão em peças fundidas ou forjadas.

Usinar peças de uma peça de metal extrudado é uma coisa, mas usinar peças forjadas ou fundidas é outra bem diferente. Esses processos de usinagem tendem a produzir pequenas variações entre as unidades, por isso é crucial que a máquina CNC possa calibrar adequadamente com cada peça ligeiramente diferente. Um sistema de sonda na máquina ajuda a máquina a fazer exatamente isso.

O sistema de inspeção na máquina garante precisão na usinagem como processo secundário, mesmo quando há discrepâncias geométricas entre as peças. É especialmente útil para peças feitas com fundição sob pressão e fundição de precisão.

4. Aumente a precisão dos moldes

A inspeção na máquina é um ativo particularmente valioso na produção de moldes para moldagem por injeção e outros processos de moldagem. As sondas aumentam a precisão na usinagem de machos e cavidades, resultando em melhores moldagens e menor dependência de pós-processamento de peças plásticas, onde imperfeições causadas por moldes de baixa qualidade devem ser corrigidas.

A fabricação de moldes pode se beneficiar de um apalpador na máquina de várias maneiras — antes, durante e depois da usinagem CNC dos componentes do molde. Antes da usinagem, um apalpador pode localizar a peça de trabalho, além de determinar a orientação e rotação da peça. Durante a usinagem, ele pode realinhar automaticamente a ferramenta de corte e atualizar os deslocamentos em reação às mudanças de temperatura. E antes que a peça saia da máquina CNC, o apalpador pode executar tarefas específicas do molde, como verificar e verificar a condição do eletrodo. Cada uma dessas funções aumenta a precisão da produção de moldes e consequentemente a qualidade dos moldes.

O uso da inspeção na máquina pode, portanto, melhorar a qualidade, repetibilidade e precisão dos moldes usinados, enquanto ajuda a gerenciar e combater as variações causadas pela mudança de temperatura que pode levar a recursos fora da tolerância desejada.

Inspeção em processo para cavidade do molde

Usinagem de precisão aprimorada

Para resumir, os sistemas de inspeção na máquina para máquinas CNC podem ser altamente valiosos para as oficinas, pois oferecem os seguintes benefícios:

• Capturar erros antecipadamente
• Retorno imediato
• Correção automática de deslocamento
• Reduzir a lista de pendências de inspeção
• Facilite o gargalo do CMM
• Reduzir a taxa de amostragem do CMM
• Reduza o tempo total de inspeção
• Reduzir sucata
• Aumente a produtividade
• Aumente a precisão da usinagem em peças fundidas e forjadas
• Aumente a precisão da usinagem nas cavidades do molde

A 3ERP, especialista em prototipagem rápida e fabricação de baixo volume, usa apalpadores de máquina-ferramenta Renishaw para usinagem de precisão. Desde a adoção dessa estratégia, a produtividade aumentou e a empresa conseguiu enviar peças com mais rapidez.

Embora a CMM continue sendo um elemento crítico nos procedimentos de controle de qualidade da 3ERP, as sondas na máquina aliviaram a carga da CMM ao mesmo tempo em que praticamente igualam a máquina independente em termos de recursos de inspeção. Fundamentalmente, a mudança beneficiou tanto a oficina mecânica quanto o cliente.