Minimizar peças e projetar componentes resolve várias necessidades

Milltronics Manufacturing Company, um fabricante de máquinas-ferramenta CNC (controles numéricos computadorizados) localizado em Waconia, Minnesota, é um dos principais fabricantes e comerciantes de centros de usinagem de alta qualidade e econômicos, fresadoras de ponte e ferramentaria e tornos de sala de ferramentas vendidos nos Estados Unidos e no exterior .

Durante seus quase 25 anos de história, a Milltronics mudou sua filosofia de marketing várias vezes para sobreviver em um negócio muito competitivo. Originalmente, eles fabricavam e comercializavam sistemas CNC (um computador programado com informações dimensionais que comandam os movimentos das fresadoras) para fabricantes de máquinas-ferramenta nacionais. À medida que mais e mais importações entraram no mercado, os fabricantes dos EUA desistiram, convencidos de que não podiam mais competir.

Com um número cada vez menor de construtores nacionais, a Milltronics começou a vender produtos chave na mão, instalando seus próprios CNCs em máquinas importadas. Sanções adicionais do governo quase esgotaram sua fonte de máquinas, bem como a fonte de ferro para os poucos clientes que ainda tinham. Nesse ponto, sua única escolha restante era construir as próprias máquinas. Era um caminho que muitos haviam tentado antes e falhado. A diferença era como eles faziam isso. A Milltronics credita muito de seu sucesso a manter o número mínimo de peças em suas máquinas e projetar componentes que resolvam várias necessidades.

Eles nomearam sua nova linha de produtos "Partner", que define a atitude geral da empresa. A Milltronics desenvolveu "parcerias" com seus funcionários, fornecedores e clientes. Essa estratégia, por sua vez, influenciou a capacidade técnica, preços competitivos e redefinição de todo um segmento de máquinas operatrizes.

Foi por meio dessa parceria empresa/fornecedor que a Milltronics resolveu um problema de engenharia preocupante que ameaçava a qualidade e o design futuro de uma de suas linhas de produtos mais populares - os centros de usinagem CNC. A empresa estava instalando servomotores CC do tipo escova nas máquinas que não podiam oferecer a superioridade técnica e de desempenho dos servomotores CA.

Quando o fabricante da máquina-ferramenta decidiu instalar motores brushless no centro de usinagem da série VM17, Robert Page, engenheiro eletricista responsável por servodrives e motores, tornou-se parte integrante dessa mudança de engenharia. "Determinamos no início deste projeto que o mercado exigia sistemas sem escovas", diz o Sr. Page, "principalmente por causa de sua velocidade e confiabilidade". Havia alguns motores DC rápidos do tipo escova no mercado, mas, em comparação com a tecnologia sem escova mais recente, eram considerados antiquados. "Em geral", observa Page, "motores sem escova são mais rápidos e a necessidade de trocar as escovas ou se preocupar com os limites de comutação é eliminada".

A empresa experimentou várias combinações de servoconversores e motores de vários fabricantes durante um período de 18 meses. Em alguns casos, eles testaram produtos do mesmo fabricante; em outros casos, eles se misturaram e combinaram. "Nossos resultados não foram tão bons", afirma Page. "Ainda estávamos tendo problemas e continuamos a pesquisar opções mais fáceis de usar e mais confiáveis."

A empresa começou a olhar para o Sigma Servo System da Yaskawa Electric (Northbrook, Illinois), uma combinação compacta e de alto desempenho de servomotores sem escova combinados com amplificadores totalmente digitais flexíveis. A família de produtos Sigma forneceu maior torque para inércia, maior torque por comprimento e maior torque por dólar do que outros sistemas analisados.

Peter Gennuso, gerente regional de vendas, Yaskawa Machine Tool Sales Group, providenciou a entrega de servomotores sem escova, acionamentos e cabos à Milltronics para instalação em um centro de usinagem programado para envio para a feira IMTS em setembro de 1996. "Fiquei muito impressionado com a velocidade e desempenho geral deste modelo de protótipo", afirma o Sr. Page. "Isso gerou um enorme interesse dos clientes na feira que estavam se tornando mais astutos na época com a tecnologia e o desempenho do motor sem escova digital AC."

Os representantes técnicos da Yaskawa também deram muito apoio. "Sempre que pedimos ajuda, eles imediatamente apareciam aqui para trabalhar com nosso pessoal. Eu sei que um técnico passou dois dias em nossas instalações para garantir que as unidades fossem totalmente compatíveis", disse o Sr. Page "O suporte sempre foi muito bom - uma das coisas que gostamos desde o início. Eles se esforçaram para nos fornecer diferentes modelos de servo Yaskawa Sigma para testes em nossas unidades de protótipo e não hesitaram em pegar de volta aqueles que não escolhemos. Yaskawa nos deram as ferramentas de que precisávamos para fazer a descoberta inicial e fazer as coisas funcionarem. A curva de aprendizado foi rápida devido ao esforço de engenharia e ao conhecimento técnico que eles forneceram na fábrica."

"Nossos testes de engenharia usando servomotores e acionamentos sem escovas mostraram excelentes resultados", acrescentou o Sr. Page. "Eles funcionavam exatamente da mesma maneira toda vez que eram ligados - de uma máquina para outra. Isso facilitou muito minha vida porque agora não preciso ajustar os servomotores e acionamentos. Eles são absolutamente uniformes e sempre trabalhar."

Ultimamente, a Milltronics tem feito testes muito mais rigorosos para garantir que suas máquinas sejam precisas. Um dos mais rigorosos é o teste de bola de barra Renishaw. A máquina é programada para cortar um círculo que é medido pela circularidade para ver o quão perto está de ser teoricamente perfeito. Esta é uma operação difícil para motores de máquinas-ferramenta para acionar e controlar. É abrangente, pois mede todos os aspectos da máquina. De acordo com o Sr. Page, os servomotores sem escovas estão produzindo círculos redondos e suaves – sempre.

A configuração do sistema, configuração de parâmetros, auto-ajuste, monitoramento de desempenho e solução de problemas são muito mais fáceis com o SVMON, o pacote de software do Sigma System. "É muito fácil de usar", observou o Sr. Page. "SVMON permite que você conecte um cabo RS-232 na parte frontal do drive e baixe os parâmetros em cerca de 15 segundos. Um arquivo de parâmetro é mantido para cada eixo dessas máquinas, então apenas ligamos os drives, fazemos o download dos parâmetros , e eles estão prontos para ir."

Tim Rashleger, diretor de operações, pensou no início da fase de teste que os motores e acionamentos sem escova Sigma Servo e, simultaneamente, o nível de tecnologia mais alto que ele fornece, seriam muito caros - que custaria muito e a curva de aprendizado pode demorar muito para fazer o produto funcionar. Mas acabou sendo bem o contrário. "O custo de usar os motores Yaskawa Sigma Servo foi realmente menor do que o esforço anterior", disse ele. "Acho que se enquadra em quatro categorias. Primeiro, a curva para deixar o produto pronto para uso foi muito rápida. Segundo, o preço foi melhor do que pensávamos. Quando o preço foi considerado em nossos números de volume, eles foram fácil de justificar. Terceiro, tecnicamente no chão, os motores e drives Sigma Servo montam mais rápido e testam mais rápido. A resolução de problemas é mínima porque eles funcionam. , consequentemente, clientes insatisfeitos.Então, verifica-se que o custo total de usar Yaskawa Sigma Servos é favorável em relação ao que pode ser uma tecnologia mais baixa.

A linha de produtos da Milltronics é dividida em centros de usinagem e máquinas ferramentaria. Dois terços de seus negócios são provenientes da linha de produtos dos centros de usinagem e um terço é gerado a partir dos produtos da ferramentaria. Existem seis modelos de centro de usinagem Milltronics, variando de 25 por 16 polegadas a 100 por 30 polegadas, e até 20 cavalos de potência para usinagem pesada. Todos eles, com exceção de um modelo básico, são fabricados com servomotores e acionamentos Sigma. "Do ponto de vista da fabricação, foi muito produtivo para nós construir vários modelos com os mesmos servomotores", diz Rashleger. "Anteriormente, tínhamos que comprar vários tamanhos diferentes de CDs em quantidades maiores para obter melhores preços e, em seguida, manter um grande estoque. Devido ao valor da Yaskawa na faixa de 40 e 50 polegadas, podemos cobrir vários modelos de máquinas com um servo produto."

Os deslocamentos rápidos da máquina VM16 com servodrives DC são de 400 polegadas por minuto (ipm). A maioria dos outros centros de máquinas na linha de produtos que usam Yaskawa são substancialmente mais altos – cerca de 800 ipm sendo típico. "Quando você está vendendo uma máquina com 400 ipm versus uma máquina com 800 ipm, essa é a diferença que os servos AC Yaskawa fazem em comparação com os DCs do tipo escova", explica o Sr. Rashleger. "Nós não estamos realmente pressionando nenhuma tecnologia além do razoável, e a confiabilidade de ambas as tecnologias, honestamente, é muito boa. No entanto, um cliente que precisa de produção de uma máquina, ou está fazendo curvas em alta velocidade, vai olhar para o recurso de 800 ipm favoravelmente.

"Além disso, a taxa de alimentação em curva ao cortar metal é expandida nos servos digitais AC. Isso seria muito exigente para os DCs. Por outro lado, os servos AC, devido à sua menor inércia e desempenho muito alto, se destacam em projetos exigindo processamento de alta velocidade e usinagem tridimensional.

"Temos servos Yaskawa Sigma em campo há mais de seis meses, então há um número significativo em uso", observa Rashleger, "e nunca tive um único relatório de um subdimensionado. O que quer que eles publiquem, a especificação tende a ser muito conservadora.Às vezes, havia dúvidas anteriormente sobre o impulso da máquina quando o mesmo tamanho de DCs era usado, mas isso não foi considerado com servos e drives sem escova Sigma. E isso é significativo.

"A confiabilidade desses produtos tem sido excepcional - acima de qualquer outra que já usamos em termos de uso. Nosso departamento de serviços não relatou falhas de campo nos primeiros seis meses de remessas, o que, honestamente, é fenomenal.

"Percebemos que alguns de nossos concorrentes começaram a fabricar alguns de seus próprios servos", disse Rashleger. "Revisamos essa opção e ela simplesmente não faz sentido. Aprender essa tecnologia — dominá-la e maximizá-la — não é uma especialização na qual achamos que deveríamos investir nossos recursos. Os produtos são muito competitivos. Yaskawa é muito mais versado em produzir este produto tecnicamente correto do que qualquer empresa privada de máquinas-ferramenta poderia. Em nosso ponto de vista, não é viável projetar e fabricar isso nós mesmos, e continuaremos a fornecer essa parte da máquina-ferramenta. no coração de nossos centros de usinagem da melhor forma possível, selecionamos servos Yaskawa.

"Já determinamos que mudar para servos sem escova Sigma foi uma decisão muito boa para a empresa", afirmou o Sr. Rashleger. "Estamos muito empolgados com o que isso fez por nós. Só gostaríamos de ter feito a mudança seis meses antes, porque estamos pagando preços por outras decisões. afirma a confiança que temos no produto e na relação comercial."

As máquinas de ferramentaria são incrivelmente competitivas, então cada dólar conta nesta linha de produtos. Os requisitos dessas máquinas geralmente estão no domínio da tecnologia DC.

A Milltronics fabrica seus próprios sistemas CNC, de modo que os avanços técnicos nos produtos Yaskawa são muito apreciados", diz Rashleger. A Milltronics introduziu recentemente um controle Centurion de alta velocidade com tecnologia de ponta, incluindo recursos como cores 3D gráficos e contornos de alta velocidade. Mas ainda não teria desempenho máximo a menos que fosse combinado com um servo com a mesma tecnologia atualizada. A incorporação das duas tecnologias deu à Milltronics uma vantagem de desempenho. Centros de usinagem com esse nível de desempenho normalmente custam o dobro.

"O que é empolgante em nossa empresa é que há uma fabricação real sendo feita", disse Rashleger. "Estamos provando que a tecnologia existe nos Estados Unidos para que uma empresa blue chip fabrique com sucesso produtos de qualidade e orientados para o valor e os comercialize em todo o mundo. Acreditamos que a base de fabricação é a coisa mais empolgante que está acontecendo." MMS