Usinagem 5 Eixos Simplificada: Desmistificando Mitos e Desbloqueando Capacidades Avançadas

Em fevereiro de 2013 postei "5 Eixos... não é tão assustador", um dos artigos mais lidos. Expando aqui, mergulhando mais no que se pode fazer com tecnologia 5 eixos — mostrando que até recursos avançados não passam de senso comum multi-eixos, quando decompostos.

Com todo hype sobre usinagem 5 eixos, foi fácil educar oficinas sobre benefícios de migrar para plataforma 5 lados ou 3+2, tornando-as mais eficientes e lucrativas. Porém, regularmente ouvimos que, embora vejam benefício de usinar em apenas um setup, acreditam que só podem usinar uma peça por vez — o que simplesmente não é verdade. Com criatividade em fixação, ou usando fixação OEM profissional disponível no mercado, pode-se adicionar mais peças ao processo — e até automatizar parcial ou totalmente.

Trabalhei recentemente com cliente usinando coletor retangular simples, com 5 lados tendo características simples — furos, roscas, canais de anel O — para processar em poucos setups. Candidato perfeito para processo 5 lados ou 3+2!

Analisando a peça, percebeu que — usando dispositivo comercial com quatro morsas em pirâmide de 20° — poderia levar o processo ao próximo nível. Este dispositivo dá folga para alcançar os 5 lados das quatro peças, incluindo furo angular, e produz quatro peças completas a cada abertura das portas — tudo com UM ÚNICO SETUP DE PEÇA! Pense nisso: como é trabalho repetitivo, trocam facilmente de um trabalho complexo para outro, completando múltiplas operações em múltiplas peças em um único setup — e só precisam captar uma coordenada de trabalho fácil de encontrar.

Quão difícil é a programação? Aposto que pensa que deve ser pesadelo rastrear todas peças, faces e ângulos variáveis. Acreditaria se dissesse que é realmente bem simples?

Como este é artigo dois da série, começo onde o anterior parou. Para revisar ou aprender sobre programação 5 lados, consulte artigo anterior ou série de vídeos curtos: clique aqui para vídeos de treinamento.

Para repetir e otimizar um programa, primeiro precisamos de um programa para repetir. Assumamos que criamos programa bem-sucedido para uma peça única — mas após provar, decidimos fixar em dispositivo multi-lados e otimizar todo o processo. Assumamos também que a peça foi programada a partir de ponto de referência no centro da superfície inferior da peça (usando peça do cliente acima).

Se tivéssemos decidido pelo dispositivo multi-lados desde o início, poderíamos ter abordado diferente. Mas, para mostrar que mudança de processo "no meio do caminho" não deve alarmar, usaremos recursos simples do controle para realizar a tarefa com sucesso.

Após carregar todas as peças no dispositivo, primeiro precisamos relocalizar o ponto de origem — do ponto de referência anterior na peça única, para nova localização para este novo processo. Como usamos múltiplas peças em dispositivo redondo, o local mais óbvio para referenciar usinagem seria o centro superior do próprio dispositivo. Como não queremos reprogramar a peça, usaremos bloco de transform plane para esta relocação temporária. Transform plane tipicamente reorienta e localiza mudança temporária de plano de trabalho, mas aqui o usamos para relocalizar e orientar temporariamente um programa de peça inteiro. Como transform planes podem ser empilhados — ou seja, se não cancelado, novo transform plane será mudança incremental do anterior — manteremos este primeiro ativo até o fim do programa, e cancelaremos no final.

Neste exemplo, a primeira peça no dispositivo (posição 3 horas) está 3.845" na direção positiva do eixo X, do centro do dispositivo; e 1.393" positivo no eixo Z (imagem de referência). Inseriremos estes valores nos campos XYZ para "origin point" do transform plane. Agora que relocalizamos o programa inteiro, devemos incliná-lo 20° — em torno do eixo Y — para alinhar com o dispositivo. Inserimos +20 no campo "rotation angle" para rotação em torno do eixo Y. O exemplo mostra bloco conversacional, mas mesmo em NC: G68.2 X3.845 Y0 Z1.393 B20... G68.2 designa transform plane, XYZ relocalizam ponto de referência, inclinação em torno do eixo Y é mudança no eixo B.

Agora que a primeira peça foi inclinada e relocalizada, devemos abordar as outras três. Faremos isso "fazendo loop" do passo anterior, executando o programa de peça novamente nos intervalos de 90° restantes. Consegue-se com comando "transform plane group". Permite padronizar transform plane em qualquer direção — neste caso, rotacionar (loop) quatro vezes, em torno do centro do dispositivo, no eixo Z, a cada 90°.

Última questão: trocas de ferramenta. Como o programa usa mais de 20 ferramentas — escrito para uma peça única — ao rodar na máquina completaria uma peça inteira antes da próxima — ineficiente. Ativamos "toolchange optimization" (TCO). O bloco TCO otimiza trocas para que, cada vez que ferramenta entra no fuso, o controle olha todo o processo e determina quantas vezes e em que locais aquela ferramenta é usada — executando todos antes da próxima troca. Reduz trocas de 80 (necessárias para rodar cada peça completa) para apenas 20 (número de ferramentas do programa).

Resultado final: quatro peças acabadas, em uma única operação, em dispositivo multi-peças, a partir de um programa simples, com apenas um setup de peça fácil de localizar. Não foi fácil?

Para saber mais sobre tecnologia 5 eixos, assista nosso webinar gravado "Take Five for 5-Axis... complex technology simplified", ou visite www.5-axis.org.