Dominando Mapeamento de Superfície: Técnicas de Apalpador para Usinagem de Alta Velocidade

O apalpador é um dos recursos disponíveis nas máquinas de fresamento de alta velocidade DATRON que rende aos nossos engenheiros alemães os maiores elogios. Mas muitos mecânicos vindos de fundos tradicionais usando equipamentos CNC convencionais não têm certeza de como empregar esta função em suas aplicações e desconhecem os benefícios finais de mapeamento de superfície e apalpamento 3D. Um apalpador CNC é um instrumento que pode medir a superfície de um material por contato. As medições podem ser usadas para garantir profundidade uniforme de fresamento e gravação.

Em um mundo perfeito, os blocos de material que recebemos de fornecedores seriam perfeitamente planos — um ponto de partida que ajudaria a garantir que nossas peças fresadas acabadas seriam caracterizadas por uniformidade. Na realidade, não é o caso. Por exemplo, duas peças de alumínio 6061 de ½ polegada de um único fornecedor podem variar em profundidade real uma da outra. Pode haver até variação de profundidade de uma extremidade do bloco à outra, ou múltiplos picos e vales sobre toda a superfície da chapa. Com algumas aplicações, uma variação de milésimos ou mícrons pode não fazer diferença para o fabricante. Mas para muitos fabricantes produzindo peças para aeroespacial, eletrônica e médica, tolerância apertada é necessária e a precisão é crítica para seu sucesso. Então a premissa para mapeamento de superfície em fresamento CNC é que um centro de usinagem com apalpador integrado pode fazer medições em vários intervalos ou locais (matrizes personalizadas) através da superfície do bloco de material, alimentar esses dados no software de controle e ajustar o programa de fresamento de acordo para manter uma profundidade de corte uniforme independentemente da variância inerente da superfície do bloco. Tudo isso é feito dinamicamente, antes mesmo do fresamento começar, o que ajuda a minimizar desperdício e manter uniformidade da peça. Mas nem todas as peças são planas e, portanto, não começam com uma peça de trabalho plana como material em chapa. Essas peças podem começar com blocos arredondados como barras. No caso de fabricação de armas de fogo, empresas de armas frequentemente têm que usinar em peças arredondadas como canos de aço, ou peças curvas como receptores de armas feitos de metais como aço e alumínio.

Um exemplo disso seria gravação de números de série, que é um processo regulado pelo ATF (Álcool, Tabaco e Armas de Fogo) porque eles exigem que números de série sejam gravados a uma profundidade particular (atualmente 0,003") para tornar mais difícil que sejam removidos para uso em atividade criminosa.

Para fresamento ou gravação em superfícies arredondadas, um apalpador como o Z-Correction Probe da DATRON é necessário e em muitos casos um eixo rotativo também é necessário. Para usinar estoque redondo ou gravar em peças de trabalho redondas, o 4º eixo fornece a flexibilidade necessária. O 4º eixo integra virtualmente perfeitamente com o controle de usinagem CNC. O 4º eixo pode ser usado para substituir o eixo X ou Y, e pode ser comutado dinamicamente sob controle de programa. O 4º e 5º eixos juntos fornecem a flexibilidade necessária para as peças de trabalho mais complexas. O 5º eixo é usado para rotacionar independentemente o 4º eixo, cada eixo independentemente e dinamicamente controlado pelo programa de usinagem apropriado. Como resultado, usinar em um ângulo em uma peça redonda é facilmente realizado.

Mas ainda existem mais ótimos usos para um apalpador CNC integrado. Considere identificação de peça ou localização de peça, por exemplo. Identificação de peça é quando o apalpador faz medições para determinar qual bloco foi configurado para que possa executar automaticamente o programa de fresamento apropriado. Esta estratégia é frequentemente usada por fabricantes que têm uma variedade de peças similares mas diferentes para produzir. Novamente, usando fabricação de armas de fogo como exemplo, pistolas 1911 frequentemente têm tamanho e forma semelhantes, mas vêm em uma variedade de calibres diferentes — de 9mm, 45mm etc. Então, se o fabricante usa uma máquina de fresar com apalpador integrado para identificação de peça, mesmo se o operador da máquina colocar o bloco errado na máquina, a máquina pode ser programada para executar o programa apropriado para aquela peça específica. Isso elimina desperdício, e nesta indústria fortemente regulamentada elimina dores de cabeça também.

Em termos de localização de peça, uma máquina como a DATRON M8Cube com apalpador integrado e Extensão de Apalpador 3D pode apalpar características únicas de uma peça particular para determinar a posição exata e colocação daquela peça na mesa de usinagem. Isso inclui encontrar centros de furos e bosses, localização de bordas e pré-medição de blocos antes do início da usinagem. A extensão 3D-Probe permite que o Z-Correction Probe funcione em três dimensões. Programação intuitiva permite que programas de usinagem se ajustem à peça de trabalho particular na mesa de usinagem. Variações de material em X, Y e Z podem ser compensadas dinamicamente para manter qualidade e uniformidade da peça. Para controle de qualidade adicional, peças de trabalho podem ser verificadas após usinagem quase como uma CMM (Máquina de Medição por Coordenadas) integrada. Finalmente, não conte aos seus concorrentes, mas certas peças podem até ser apalpadas para fins de engenharia reversa.