Sistemas de Alimentação de Barra: Dominando Peças Mais Longas que Seu Torno

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

Mas imagine o alimentador de barra como um dispositivo para permitir que o torno lide com uma única peça muito longa — uma peça muitas vezes mais longa que o próprio torno. O alimentador passa a peça através do torno e para o outro lado, para que o torno possa usiná-la enquanto passa. Um arranjo como este exigiria um descarregador de barra tão longo quanto o alimentador para receber a peça do outro lado.

A J.F. Berns recentemente projetou tal sistema. A empresa é uma construtora de máquinas especializada e fornecedora de acessórios para alimentadores de barra em Cincinnati, Ohio. O sistema de alimentador e descarregador de barra que projetou em torno do centro de torneamento de um cliente acomoda peças medindo 7/8 a 2-1/2 polegadas de diâmetro e até 40 pés de comprimento.

As peças longas são tubos pesados feitos de aço. Eles servem como elos em um sistema que transporta cabos de eletrônica para poços de petróleo profundos. Cada um desses elos usinados requer trabalho de torneamento em cada extremidade e furação transversal ao longo de todo o comprimento. Graças ao sistema personalizado, uma peça 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 contra-fuso. Em outras palavras, não mais do que cerca de 15% da peça está na ferramenta de máquina a qualquer momento. Segundo o presidente da J.F. Berns, Joe Berns, "Suportar o trabalho neste comprimento é uma coisa, mas alimentá-lo e suportá-lo é outra."

Empurrar e Puxar

O sistema alimenta a peça longa em três estágios:

1. Dentro do alimentador de barra, o primeiro de dois empurradores acionados por servo avança a peça através do fuso principal da ferramenta de máquina e na zona de trabalho. O empurrador para quando a extremidade da peça alcança através do fuso principal e na máquina o suficiente para o contra-fuso oposto agarrá-la.

2. O contra-fuso avança próximo ao fuso principal para prender a extremidade da peça. O contra-fuso então recua para puxar a peça mais para dentro da zona de trabalho, e a usinagem é realizada no comprimento puxado para dentro da máquina. O contra-fuso então solta a peça, avança em direção ao fuso principal para prender a barra mais abaixo, e avança para puxar a próxima seção para dentro da máquina. A seção usinada é empurrada para o descarregador pelo movimento do contra-fuso. A usinagem continua procedendo desta forma — o contra-fuso realizando prender, puxar, soltar, prender, puxar, soltar — até que a extremidade da peça seja alcançada.

3. No final da peça, não há mais estoque para o fuso principal agarrar. O contra-fuso, portanto, não pode puxar a peça o resto do caminho sozinho. Então, um segundo empurrador cicla para posição dentro do alimentador. Este empurrador tem uma haste anexada, com uma cabeça dimensionada ao diâmetro da barra. A haste é longa o suficiente para alcançar todo o caminho através da zona de trabalho e através de ambos os fusos, empurrando o trabalho o resto do caminho através do contra-fuso e inteiramente para o descarregador.

Peças Curtas Também

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

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

O Sr. Berns fez o trabalho de controle e programação. Ele diz que o controle THINC da Okuma tornou o sistema geral consideravelmente mais versátil e à prova de erros do que poderia ter sido. O alimentador de barra e um sistema de refrigerante de alta pressão da Chipblaster ambos interfaceiam com o controle. Outro CNC poderia ter oferecido conexões de dados mais restritivas, diz ele, o que o forçaria a minimizar quanta informação permitia que a máquina e o alimentador compartilhassem. Mas a abertura do sistema THINC permitiu capturar quantidades generosas de dados, incluindo status e feedback de posição ao longo do ciclo.

Como resultado, sistemas redundantes confirmam que (por exemplo) a entrada do descarregador de barra estendeu-se com segurança à sua posição adequada relativa à posição atual do contra-fuso.

A quantidade de feedback de posição também permite que ele habilite o alimentador de barra e o torno juntos para retomar a usinagem de qualquer ponto intermediário no ciclo. Isso economiza tempo, diz ele — permitindo que o operador recupere de uma quebra de ferramenta ou falha semelhante sem ter que re-executar a peça inteira do início.