Pacote Index C100 e Siemens 840D Reduz Tempo de Produção em 33%

Descubra como o pacote Index C100 e controle Siemens 840D melhorou os tempos de setup sem sacrificar o tempo de ciclo, permitindo que a Task Force Tips reduzisse o tempo de produção em um terço.

Embora a Task Force Tips (TFT) soubesse que a implementação de opções de usinagem de alta velocidade e maior custo melhoraria suas capacidades de produção, a empresa resistiu a tal investimento. "Eu não havia realmente analisado a economia quando se tratava de uma máquina Index", diz o proprietário e presidente Stewart McMillan. "Nunca pensei que as máquinas da empresa estivessem ao nosso alcance", comenta. No entanto, ele logo percebeu seu erro de julgamento após adquirir uma máquina Index e, posteriormente, equipá-la com um pacote de controle Siemens. Com essa combinação, os tempos de produção da TFT caíram para 30% do que eram anteriormente. Segundo McMillan, isso foi um alerta.

A TFT é fabricante de pontas, bicos e outros equipamentos de entrega de agente para supressão de incêndio altamente projetados, utilizados por corporações de bombeiros globalmente. A empresa produz mais de 5.000 produtos em três turnos, sete dias por semana, em sua instalação de 15.600 m² em Valparaiso, Indiana. Na International Manufacturing Technology Show (IMTS) 2008, a empresa decidiu adquirir um torno automático de produção C100 da Index Corp. (Noblesville, Indiana). Pouco depois, a TFT percebeu que estava exigindo da nova máquina além das capacidades do CNC que a controlava. Quando a Index soube que a nova máquina estava com desempenho inferior, o fabricante trocou o equipamento por um modelo com pacote de controle 840D da Siemens Industry Inc. (Elk Grove Village, Illinois).

Em pouco tempo, a nova máquina estava cortando peças em um terço do tempo anterior. A TFT passou a executar trabalhos a 5.000-6.000 RPM, acelerando de 0 a 5.000 RPM em menos de 1 segundo, e desacelerando com a mesma rapidez. "Nunca percebemos antes quanto tempo perdíamos esperando o fuso estabilizar em uma nova velocidade de comando", diz McMillan. A indexação da torre também é rápida, segundo ele. Múltiplas ferramentas se sobrepõem para cortar simultaneamente com acelerações rápidas.

O Index C100 também aproveita a velocidade de novas formas. Por exemplo, a empresa pode usinar mais de 1.000 peças sem precisar alterar um offset. Além disso, um recurso automatizado de remoção de sobras permite que a máquina opere continuamente recarregando barras rapidamente sem atenção do operador. Nas demais máquinas da empresa, os operadores devem retirar a sobra e carregar nova barra. Embora essa etapa deva levar apenas alguns minutos, McMillan afirma que frequentemente uma máquina fica ociosa por cerca de 6 minutos antes que um operador a recarregue — um processo que leva 5 minutos. Esse tempo perdido se acumula, diz ele.

Outra melhoria relacionada à velocidade foram as taxas de avanço rápido da máquina, que na experiência da empresa sempre foram inferiores ao rápido. "Muitas máquinas anunciam taxas de avanço rápido na velocidade máxima, mas o fato é que, a menos que você esteja percorrendo 250 ou 300 mm, as velocidades de avanço nunca atingiram o máximo para nós", diz McMillan. Ele atribui isso a características de design estrutural. Por exemplo, a máquina usa um conjunto de barras paralelas em vez de um sistema de coordenadas convencional. "A máquina tem uma montagem em moldura para sua torre. A torre não é alavancada a partir de um conjunto de guias como a maioria das torres. Ela fica próxima de onde desliza, então não há uma grande relação comprimento-diâmetro em termos de ferramentas da torre projetadas para fora de sua estrutura de suporte. Isso dá à máquina muita rigidez para torneamento, e você pode acelerar os eixos tão rápido que realmente alcança taxas de avanço mais rápidas", explica McMillan.

Segundo o programador líder Nate Price, o sistema de coordenadas paralelogramo do Index C100 oferece vantagens adicionais de eficiência porque medições e movimentos podem ser programados com base em pontos de referência numéricos reais em vez de pontos arbitrários no espaço. "No Index, cada coordenada de espaço da máquina, cada offset, cada medição usada para definir como a máquina opera tem uma explicação legítima do porquê é o que é e a que se relaciona", diz Price. "Isso torna muito mais fácil automatizar essas medições. No passado, medíamos manualmente porque havia pontos arbitrários. No Index, são pontos definidos, literais", afirma.

Com o Siemens 840D acionando a máquina Index, a TFT experimentou redução nos tempos de setup. A maior velocidade de indexação das torres contribuiu para uma redução de 80% nos tempos de setup comparado às outras máquinas da TFT.

Além da programação mais fácil e setups mais rápidos, Price diz que o controle Siemens permite que os operadores controlem e aproveitem o potencial de produção da máquina de forma mais eficiente. Por exemplo, o controle permite atalhos amplos. "Existe um método de apresentar mensagens ao operador que não estava presente no outro controle", diz ele. "Tanto acontece na máquina que é difícil capturar toda essa informação em uma única tela, mas o controle ajuda a acompanhar o que tudo está fazendo. É realmente fácil entrar em mais detalhes sem ter que passar por muitas páginas", comenta.

Como outro exemplo de eficiência operacional do CNC, Price aponta a forma como o controle gerencia mensagens de erro. "A máquina quer ver várias condições existirem antes de iniciar um ciclo", diz ele. Por exemplo, os mandris devem estar fechados e o portal e o subfuso devem estar em posição segura. Se essas condições não forem atendidas, o controle guia os operadores pelas mudanças necessárias para iniciar o ciclo.

O carregamento de ferramentas foi outra grande área de melhoria, diz Price. Essencialmente, o programador informa ao controle quais ferramentas serão usadas para o trabalho inserindo um mini-programa, explica. Durante o setup, o controle apresenta as estações na torre e diz ao operador quais ferramentas precisam ser colocadas e retiradas. "Esse processo guiado foi uma enorme mudança em relação ao que tradicionalmente lidávamos. Realmente acelera o tempo de setup", afirma Price.

A nova máquina-ferramenta e CNC ajudaram McMillan a olhar os números de uma perspectiva diferente. Por exemplo, existem custos iniciais e contínuos para construir uma oficina, desde colocar telhado e piso até aquecimento e refrigeração. Todos esses custos equivalem a tanto por hora, diz ele. Ao considerar investir em uma nova máquina, ele começou a analisar a diferença entre comprar uma máquina de $600.000 versus uma de $300.000 ao longo de 10 anos e percebeu que a diferença era de apenas $8 por hora. "Por $8 a mais por hora, estamos obtendo o triplo da produção na mesma metragem quadrada", conclui.