Torneamento Contínuo Eficiente com Tornos-Fresa Avançados

Uma clara atração da plataforma torno-fresa é a possibilidade de usinar completamente peças em um único setup. Avanços em software CAM agora permitem que máquinas torno-fresa equipadas com cabeça de fresamento eixo B realizem torneamento de acabamento de perfis internos e externos da peça usando uma única ferramenta de corte. Este novo ciclo de acabamento de torno pode cortar continuamente ao longo de perfis internos e externos em uma etapa com apenas uma ferramenta, eliminando a necessidade de usar uma série de ferramentas de torneamento com geometrias diferentes.

O ciclo de contorno do eixo B foi desenvolvido pela DP Technology (Camarillo, Califórnia) e está disponível no pacote CAM Esprit 2008 da empresa. O ciclo adota abordagem eficiente rotacionando continuamente o eixo B enquanto a ferramenta de corte segue o contorno, permitindo que a ferramenta alcance áreas que de outra forma seriam inacessíveis devido à geometria da ferramenta. Usar este novo ciclo de usinagem reduz o número de ferramentas de corte necessárias, o número de trocas de ferramenta e tempo de programação, enquanto entrega acabamento superficial suave e sem degraus. Em última análise, os possíveis resultados são economia de tempo e dinheiro para oficinas.

Seguindo o Contorno

Em junho de 2007, um corte de teste de contorno do eixo B bem-sucedido foi realizado no centro técnico da Mori Seiki em Los Angeles, Califórnia, em uma máquina torno-fresa NT3150. As coordenadas no código NC foram emitidas para o centro da ponta da ferramenta usando a função rotate tool center point (RTCP) do controle Fanuc da máquina. A função RTCP, que deve ser usada para o ciclo de contorno, faz a ferramenta rotacionar sobre seu ponto de controle em vez de rotacionar sobre o ponto de pivô do eixo B.

O ciclo de contorno do eixo B é baseado no ciclo de contorno SolidTurn do Esprit. A principal diferença é que a tecnologia do eixo B oferece controle total sobre a escolha de estratégias de rotação do eixo B e limites de ângulo do eixo B permitidos.

Os usuários podem adotar duas estratégias para gerenciar a orientação da ferramenta durante a operação de torneamento. A primeira é manter um ângulo de ataque constante entre a ferramenta e a superfície da peça. Assim, a ferramenta mantém o ângulo de ataque inicial em relação ao perfil sendo cortado. Este ângulo de ataque inicial é função da orientação original da ferramenta na cabeça do eixo B e da orientação do primeiro elemento no perfil. Conforme a inclinação do perfil muda, a cabeça do eixo B inclina a ferramenta conforme necessário para manter o mesmo ângulo de ataque relativo à superfície da peça. A inclinação total da ferramenta é limitada por uma faixa de ângulos de ataque definida pelo usuário, além da capacidade automática de detecção de colisão peça/ferramenta do software. Esta estratégia produz as melhores condições de corte mantendo o ângulo ideal entre a ferramenta e a superfície sendo cortada. No entanto, requer movimento quase constante no eixo B, que pode gerar movimento de sobrecurso.

A segunda estratégia de rotação do eixo B é minimizar a rotação da ferramenta inclinando-a apenas quando necessário. Esta estratégia mantém a orientação inicial da ferramenta até que a ferramenta atinja uma superfície que não pode ser cortada com a ferramenta em sua orientação atual. Só então a ferramenta inclina o necessário para cortar a superfície dentro dos limites de ângulo do eixo B definidos pelo usuário. Esta estratégia, usada no corte de teste mencionado anteriormente, limita a rotação do eixo B a áreas que não podem ser cortadas em um ângulo de ferramenta tradicional.

Ambas as estratégias são facilmente verificadas e os usuários podem exibir vetores de eixo de ferramenta na tela para determinar a melhor estratégia para uma dada geometria de peça. O usuário tem controle total sobre a faixa de rotação do eixo B durante todo o corte. Uma forma de limitar o ângulo da ferramenta é limitar a rotação total permitida do eixo B aplicando ângulos mínimos e máximos do eixo B definidos pelo usuário. Alternativamente, para controle ainda mais rigoroso, ângulos de ataque mínimos e máximos definidos pelo usuário definem a faixa permitida do ângulo de ataque local da ferramenta.

Prevenção de Colisão

Detecção de colisão integrada previne colisão entre a peça e a ferramenta quando o caminho da ferramenta é calculado. Em vez de depender apenas da geometria da ferramenta definida, a detecção de colisão usa uma silhueta da ferramenta que pode ser modificada pelo usuário. A forma da silhueta da ferramenta depende da geometria real da ferramenta e valores de folga definidos pelo usuário para a frente e verso da ferramenta. Folga extra pode ser adicionada ao redor da ferramenta para evitar a possibilidade de a ferramenta entalhar o material enquanto corta perfis que têm ângulo semelhante à frente ou verso da ferramenta.

Programadores não precisam mais criar vários programas usando métodos tradicionais. Em vez disso, uma única operação de contorno do eixo B finalizará um perfil inteiro sem parar para trocas de ferramenta. Eliminar trocas de ferramenta economiza segundos preciosos no tempo de ciclo total e também elimina a possibilidade de marcas de transição onde uma ferramenta termina e outra começa.

Sobre o autor: Ann Mazakas é gerente de comunicações técnicas na DP Technology.