A peça é mais longa que o torno

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O avanço da barra é geralmente pensado como um dispositivo para usinar muitas peças de um comprimento de estoque. O torno corta a barra em pedaços (especificamente, em peças de trabalho) à medida que o avanço da barra avança incrementalmente o material em um ciclo de usinagem após o outro.

Mas imagine a barra de alimentação como um dispositivo para permitir que o torno manipule uma única peça muito longa – uma peça muitas vezes mais longa que o próprio torno. A barra de alimentação passa a peça pelo torno e sai do outro lado, para que o torno possa usiná-la à medida que avança. Um arranjo como esse exigiria um descarregador de barras tão longo quanto o alimentador de barras para receber a peça do outro lado.

J.F. Berns projetou recentemente tal sistema. A empresa é uma fabricante de máquinas especializadas e fornecedora de acessórios para alimentação de barras em Cincinnati, Ohio. O sistema de alimentação e descarga de barras projetado em torno do centro de torneamento de um cliente
acomoda peças medindo 7/8 a 2-1/2 polegada de diâmetro e até 40 pés.

As partes longas são tubos pesados ​​feitos de aço. Eles servem como links em um sistema que transporta o cabeamento eletrônico para dentro dos poços de petróleo. Cada um desses elos usinados requer trabalho de torneamento em cada extremidade e perfuração transversal ao longo de todo o comprimento. Graças ao sistema personalizado, uma peça de trabalho de 40 pés pode ser usinada em um centro de torneamento Okuma Macturn 350W que tem uma distância máxima de 76 polegadas entre o fuso principal e o subspindle. Em outras palavras, não mais do que cerca de 15% da peça está na máquina-ferramenta a qualquer momento. De acordo com o presidente da J.F. Berns, Joe Berns, “apoiar o trabalho por tanto tempo é uma coisa, mas alimentá-lo e apoiá-lo é outra coisa”.

Empurrar e puxar

O sistema alimenta o longo trabalho em três etapas:

1. Dentro do avanço da barra, o primeiro de dois empurradores servo-acionados avança o trabalho através do fuso principal da máquina-ferramenta e na zona de trabalho. O empurrador para quando a extremidade da peça alcança o fuso principal e entra na máquina apenas o suficiente para que o subfuso oposto o pegue.

2. O subfuso avança próximo ao fuso principal para prender a extremidade da peça. O subspindle então se afasta para puxar a peça mais para dentro da zona de trabalho, e a usinagem é executada no comprimento que é puxado para dentro da máquina. O subspindle então libera a peça, avança em direção ao eixo principal para prender a barra ainda mais e avança para puxar a próxima seção para dentro da máquina. A seção usinada é empurrada para o descarregador pelo movimento do subspindle. A usinagem continua procedendo desta forma—o subspindle realizando fixar, puxar, soltar, prender, puxar, soltar — até que o fim da peça seja alcançado.

3. No final da peça, não sobra nenhum estoque para o fuso principal segurar. O subspindle, portanto, não pode desenhar a peça pelo resto do caminho sozinho. Assim, um segundo empurrador se posiciona dentro da barra de alimentação. Este empurrador tem uma haste anexada, com uma cabeça dimensionada para o diâmetro da barra. A haste é longa o suficiente para alcançar toda a área de trabalho e através de ambos os fusos, empurrando o trabalho pelo subspindle e inteiramente no descarregador.

Partes curtas, também

Se não fosse pelo comprimento do segundo empurrador, um empurrador seria suficiente, diz Gary Wildt. O Sr. Wildt é o gerente de engenharia da J.F. Berns. O sistema poderia funcionar com apenas um empurrador, mas a necessidade da haste longa no estágio 3 aumentaria o comprimento (e o espaço) do sistema geral de alimentação da barra. A abordagem de dois empurradores permite que o empurrador longo seja mantido em um lado do trabalho e usado somente quando a maior parte da peça já tiver passado para o torno.

O empurrador com haste longa também permite que este sistema acomode peças curtas, diz ele. Esse era outro requisito do sistema:ele tinha que acomodar não apenas as barras de 40 pés, mas uma variedade de tamanhos de barras até um comprimento de apenas 3 pés.

O Sr. Berns fez o trabalho de controle e programação. Ele diz que o controle THINC da máquina Okuma tornou o sistema geral consideravelmente mais versátil e à prova de erros do que poderia ter sido. A alimentação da barra e um sistema de refrigeração de alta pressão da Chipblaser fazem interface com o controle. Outro CNC poderia ter oferecido conexões de dados mais restritivas, diz ele, o que o teria forçado a minimizar a quantidade de informações que ele permitia que a máquina e a alimentação da barra compartilhassem. Mas a abertura do sistema THINC permitiu que ele capturasse grandes quantidades de dados, incluindo feedback de status e posição ao longo do ciclo.

Como resultado, os sistemas redundantes confirmam que (por exemplo) a entrada do descarregador de barras foi estendida com segurança para sua posição correta em relação à posição atual do subfuso.

A quantidade de feedback de posição também permite que ele ative o avanço da barra e o torno para retomar a usinagem a partir de qualquer ponto intermediário no ciclo. Isso economiza tempo, diz ele, permitindo que o operador se recupere de uma quebra de ferramenta ou falha semelhante sem ter que executar novamente a peça inteira desde o início.