Sondagem para Precisão na Usinagem Lights-Out: Estratégia de Segurança de uma Oficina de Um Operador

O proprietário de uma oficina de usinagem de uma única pessoa, Dan Donaworth, da Dan’s Custom Machining, afirma que precisa operar suas máquinas ferramentas em modo lights-out (sem supervisão) "apenas para conseguir dormir um pouco". A oficina continua gerando receita após o expediente dessa forma, mas uma quebra de ferramenta ou uma peça mal posicionada durante essa usinagem não supervisionada pode ser desastrosa — resultando em peça sucateada ou em uma colisão que danifica a máquina. A sondagem na máquina, tanto para medir a peça quanto para medir a ferramenta de corte, é a salvaguarda que ajuda a garantir uma produção não supervisionada eficaz, verificando essas preocupações.

A sondagem também ajuda durante o dia. O tempo de preparação (setup) é o principal desafio de eficiência para qualquer pequena oficina de serviços. Confiar na sondagem permite que os setups sejam realizados muito mais rapidamente. Dan Donaworth fala sobre seu uso de sondas de máquina ferramenta (da Renishaw) no episódio mais recente da nossa série de vídeos "The One-Person Shop" (A Oficina de Uma Pessoa):

Transcrição

Peter Zelinski: Pete Zelinski, Modern Machine Shop. Esta série de vídeos é The One-Person Shop. Estamos analisando ideias e tecnologias que permitem a uma oficina muito pequena ser muito competitiva. Estamos na Dan’s Custom Machining, em Williamsburg, Ohio. Dan Donaworth é o único proprietário, único operador, único programador. Dan, obrigado por nos receber novamente.

Dan Donaworth: Sem problemas. Fico feliz que vocês possam estar aqui.

Peter Zelinski: Neste episódio, vamos falar sobre medições que acontecem dentro da máquina ferramenta, vamos falar sobre sondagem, detecção de quebra de ferramenta. No seu centro de usinagem, essas eram opções, você não era obrigado a tê-las. Quanto você pagou para adicionar esse pacote de opções ao encomendar a máquina, e foi algo em que você teve que pensar?

Dan Donaworth: Foram cerca de US$ 8.000, acredito, para o pacote ser adicionado quando eu estava encomendando a máquina. E para mim, foi uma decisão óbvia. Eu nunca sequer questionei comprar uma máquina sem sondagem no mundo de hoje. Simplesmente não é algo que eu consideraria fazer.

Peter Zelinski: Então, essa opção é uma pechincha. Fale um pouco sobre sua perspectiva, por que essa capacidade na máquina é uma pechincha tão grande.

Dan Donaworth: Para mim, sendo uma oficina de um homem só, faço muita operação não supervisionada. Carrego a máquina e a deixo rodar durante a noite, para poder dormir. Pela tranquilidade de saber que não vou estragar uma ferramenta na peça. Mesmo que eu quebre uma ferramenta, ela não vai continuar esmagando todas as ferramentas subsequentes na peça ou, pior ainda, levar uma fresa de topo indexável grande e destruir o cabeçote da máquina em avanço rápido contra algo que não deveria estar lá porque uma ferramenta anterior deveria ter removido.

Peter Zelinski: Certo, você está falando sobre usinagem lights-out e o valor disso. Acho que vamos falar um pouco mais sobre isso. Mas primeiro, de forma mais geral, o que você aprendeu sobre sondagem ou detecção de quebra de ferramenta no tempo em que a usa? Como você melhorou ou o que descobriu sobre como usá-la efetivamente?

Dan Donaworth: A preparação de peças tornou-se a maior eficácia disso no que diz respeito a redução de custos. Sendo uma oficina de serviços, você faz setups o tempo todo. Você está até colocando e tirando mordentes da máquina o tempo todo. Enquanto se você só precisa colocar um mordente para fazer algo, e está segurando uma peça em apenas um mordente, pode usar rotação de coordenadas por escala para não ter que apurar o mordente e apenas sondar a mandíbula sólida do mordente e dizer à máquina — ela diz automaticamente em que ângulo está ajustado. Você economiza o tempo que um operador teria que passar passando um relógio comparador pela superfície, acertando-a perfeitamente, e depois seguir em frente.

Peter Zelinski: Então, na peça que estamos vendo como demonstração, qual é a característica que a sondagem está localizando?

Dan Donaworth: A sonda vai localizar a partir de um furo da peça. E vai ter dois furos separados para alinhar a peça e a rotação do plano.

Peter Zelinski: E então todo o eixo de coordenadas do programa vai girar matematicamente com base nessas duas localizações de furo.

Dan Donaworth: Correto.

Peter Zelinski: Ok, então para esse mesmo trabalho, hipoteticamente, e se você não tivesse capacidade de sondagem? Como você faria o setup?

Dan Donaworth: Eu abordaria colocando pinos de posicionamento no furo. E então você teria que aparar seu mordente nesses pinos de posicionamento, alinhando-os um ao outro. Então você estaria configurando manualmente e não seria nem de longe tão preciso ou eficiente.

Peter Zelinski: Ok, essa foi a sondagem e você a usa significativamente para setup. E há também a detecção de quebra de ferramenta. E você a usa principalmente para poder se afastar da máquina e até deixá-la rodando a noite toda. Com que frequência a detecção de quebra de ferramenta o salva, ou seja, detecta realmente um problema com uma ferramenta de corte que foi carregada?

Dan Donaworth: Espero que não me salve tanto, porque isso significa que estou quebrando ferramentas, mas acontece e é um salva-vidas quando acontece. Realmente, basta detectar uma vez para economizar US$ 1.000, se não mais, e tempo de inatividade da máquina se fosse um grande acidente que aconteceria depois.

Peter Zelinski: Sim, pode ser um salva-vidas. Fale mais sobre isso. Qual é o risco potencial de uma quebra de ferramenta não detectada?

Dan Donaworth: O maior risco potencial seria uma fresa de topo indexável de alto avanço que deveria descer em uma área que já foi usinada por uma ferramenta anterior e sua máquina está a 100% de avanço rápido e simplesmente esmaga essa fresa na peça, o que danifica e coloca pressão no seu fuso e em todo o eixo Z e tudo mais.

Peter Zelinski: Então, realmente, você tem toda essa capacidade nesta oficina, essa capacidade de usinagem, e ela pode produzir para você enquanto você dorme, como você diz. E me parece justo dizer que você não poderia usar essa capacidade dessa forma se não tivesse a detecção de quebra de ferramenta como segurança.

Dan Donaworth: Não, não, eu não poderia operar sem a detecção de quebra de ferramenta com tranquilidade ou a chance de estragar tudo.

Peter Zelinski: Essa medição detecta um erro na ferramenta de corte de alguma forma. O que acontece então normalmente? O processo todo para, ou há um plano B programado?

Dan Donaworth: Depende muito de como você programa. Se você não tem espaços de ferramenta suficientes no seu magazine para uma ferramenta reserva, o programa apenas alarmará. Se você tem espaço, pode programar um — Digamos que você tem uma ferramenta pequena propensa a quebrar. Você pode programar para que, se essa ferramenta quebrar, ela chame a próxima ferramenta na fila que você programou.

Peter Zelinski: Essa opção if-then (se-então) programada é típica para você?

Dan Donaworth: É em certos trabalhos. Muitos dos trabalhos que rodamos usam a maior parte da nossa capacidade de ferramentas, então não temos muito espaço para ferramentas reserva para isso. É algo que já usamos, mas realmente precisamos de mais capacidade de ferramentas.

Peter Zelinski: Certo, The One Person Shop. Continue assistindo a esses vídeos. Como lidar com todas as ferramentas de corte, na verdade vamos fazer um episódio sobre isso também. Fiquem ligados.