Tecnologia de usinagem de precisão avançando nas oficinas

O torno multifuso Index MS32-6 apresenta a nova plataforma deslizante de ferramentas da empresa que usa uma interface W-serration e sistema de fixação rápida para permitir trocas rápidas.

Minha coluna “Chasing Threads” aqui apresenta o raciocínio para este artigo. Em suma, enquanto a Feira Internacional de Tecnologia de Manufatura (IMTS) física não está acontecendo este mês, os fornecedores de software e equipamentos estão se preparando para revelar novas ofertas que podem ajudar lojas como a sua a se tornarem operações mais eficientes e eficazes.

É por isso que entrei em contato com vários fornecedores de nossa indústria de usinagem de precisão que apoiam a feira para ouvir sobre as tendências que eles identificaram e como sua nova tecnologia foi projetada para enfrentar os desafios que essas tendências apresentam. As duas tendências que surgiram mais claramente após minhas discussões com muitos deles foram a automação é mais do que a robótica, e os equipamentos de usinagem de produção de alto volume estão se tornando mais flexíveis. Nessa linha, o que se segue são trechos apresentando tecnologia que pode permitir que as lojas se destaquem à medida que configuram seus negócios para melhor atender às necessidades dos clientes.

Automação de chão de fábrica vem em várias formas

Quando alguns ouvem a palavra “automação” no contexto de seu papel em um ambiente de oficina mecânica, um robô imediatamente vem à mente. Certamente, os robôs de manutenção de máquinas estão se tornando mais prevalentes nas lojas. E o valor dessa produção automatizada ficou particularmente evidente, pois as lojas enfrentaram desafios de recursos humanos como resultado do COVID-19. Não surpreendentemente, os fabricantes de máquinas-ferramenta estão sendo cada vez mais questionados sobre as opções de automação disponíveis com seus equipamentos.

Isso inclui Marubeni Citizen-Cincom. Seus tipos Citizen Swiss podem ser equipados com ejeção a vácuo, ejeção de arame e unidades de carga/descarga de paletes para manuseio automatizado de peças. Os sistemas a vácuo ejetam peças do subspindle para um extrator a vácuo, que são coletadas em uma bandeja externa ou carrossel. Adequados para aplicações médicas, os sistemas de ejeção de fio são projetados para ejetar peças longas e delicadas e incluem uma bandeja ou mesa de coleta de peças. Os sistemas de paletização permitem a coleta no processo e a amostragem de componentes, enquanto uma unidade de bandeja de armazenamento de transporte pode ser acessada durante o processo de usinagem para descarregar componentes concluídos. Também é possível carregar material automaticamente no fuso da máquina.

Marubeni Citizen-Cincom agora oferece eixo B capacidade de troca automática de ferramentas para seus tipos suíços L20XII ATC que podem acomodar 13 ferramentas.

A empresa agora também oferece capacidade de troca automática de ferramentas para seus tipos suíços L20XII ATC de eixo B (como mostrado no vídeo abaixo). As ferramentas são montadas no posto de ferramentas do grupo e podem acomodar 13 ferramentas de eixo B de usinagem frontal (12 das quais são armazenadas no ATC). As ferramentas ATC podem ser usadas em conjunto com ferramentas de torneamento e ferramentas rotativas de usinagem cruzada existentes. Eles podem ser predefinidos offline para configurações rápidas, enquanto permitem a usinagem completa de geometrias complexas, como é comum em implantes médicos.

Alimentadores de barra de revista são ferramentas de automação facilmente implantadas. Por exemplo, o novo Edge Patriot 880 da Edge Technologies (para diâmetros que variam de 8 a 80 mm e disponível em versões de 6 e 12 pés) apresenta canais de guia de troca rápida e um descanso estável de rolo ajustável. A empresa diz que atende a uma necessidade do mercado de uma solução robusta e acessível para barstock de grande diâmetro. Diz-se que a versão de 6 pés beneficia os usuários que desejam mais funcionalidade do que um carregador curto convencional, podendo alimentar barras de 6 pés com retração remanescente.

A programação CAM também pode ser automatizada, e a DP Technology vem refinando seu mecanismo de inteligência artificial (AI) para permitir isso. O objetivo é “construir inteligência” e integrar as melhores práticas de programação usando um banco de dados de informações que programadores experientes aprimoraram ao longo do tempo.

A versão mais recente do software Esprit da DP inclui funções como Machine Swap, que aproveita o conceito de gêmeo digital em que uma réplica digital da totalidade de uma operação de usinagem é criada em um ambiente virtual. A empresa diz que esse recurso é bom para lojas que possuem muitos tipos diferentes de máquinas. Por exemplo, diz-se que um programa de peça criado para um VMC pode ser criado para executar o trabalho em um HMC, com o mecanismo de IA gerando automaticamente o novo código porque conhece a cinemática do HMC. Da mesma forma, com a função Automatic Link, o mecanismo AI pode criar a ligação ideal e segura das operações de corte, ajustando os movimentos à medida que o material da peça é removido e as distâncias de folga da ferramenta mudam para acelerar os tempos de ciclo.

Esprit usa um mecanismo de inteligência artificial como meio para “construir inteligência” na programação CAM para uma variedade de máquinas-ferramentas, incluindo tipos suíços. A criação de gêmeos digitais precisos de máquinas reais com dados da cinemática da máquina também é uma parte fundamental disso.

Mas, a empresa também trabalha em estreita colaboração com fabricantes e revendedores de máquinas-ferramenta para que os pós-processadores possam ser desenvolvidos que não exijam edição manual de código. Ele diz que isso pode ser uma economia de tempo igualmente grande para os programadores.

A Star CNC diz que com a contínua evolução da usinagem autônoma, aumenta a necessidade de monitoramento de processo e análise preditiva para dar suporte à operação leve ou totalmente autônoma. Diz-se que seu novo software SMOOSS-i permite o monitoramento remoto por meio da coleta de dados ao vivo, bem como o status atualizado das conclusões do trabalho. Outros recursos de software podem ajudar a antecipar a atenção necessária do operador com base na vida útil e condição da ferramenta, matéria-prima restante disponível e status atual da máquina. Isso ajuda a determinar melhor quando um operador precisa estar em uma máquina específica para gerenciar melhor seu tempo e presença. Dadas as recomendações atuais de distanciamento social devido ao COVID-19, isso também pode minimizar o número de pessoas reunidas em qualquer área.

A série Detector da SPC Innovations apresenta um design que se diz oferecer fácil calibração e configuração de vários sensores com base em uma peça específica, permitindo que o sistema seja instalado em outras máquinas.

Da mesma forma, para estabelecer confiança em processos de usinagem autônomos, as peças devem ser medidas regularmente para controle dimensional e ferramentas, bem como para detectar desgaste e quebra. A SPC Innovations agora oferece seu Detector de ferramenta quebrada na máquina e sistema de medição de peças. O sistema consiste em uma tela de toque industrial universal que pode ser usada para programar e monitorar sensores de contato eletrônico tipo bastão com codificadores que são configurados para presença de ferramenta/peça ou medição de peça. A medição da peça em processo de atributos críticos da peça permite alterações automáticas nas correções da ferramenta para compensar o desgaste da ferramenta. Ele também pode rejeitar automaticamente peças consideradas ruins devido a uma anomalia, como um carregamento incorreto.

O novo sistema acomoda até 16 sensores. A própria capacidade de manuseio de materiais da máquina pode ser usada para mover uma peça para um sensor ou uma corrediça cruzada pode ser criada para levar um sensor a uma peça para medir seu diâmetro, comprimento e muito mais. O design modular oferece fácil calibração e configuração de vários sensores com base em uma peça específica e permite que o sistema seja instalado em outras máquinas. Além disso, essa inspeção automática na máquina pode remover uma quantidade significativa de classificação e medição manual de peças e contato físico com as peças.

Equipamento de produção pode ser flexível

As máquinas de transferência são opções bem conhecidas para trabalhos de usinagem de alto volume. Construtores como a Gnutti, no entanto, também estão projetando suas máquinas com flexibilidade em mente. Por exemplo, sua máquina Piccola processa bobinas com diâmetros de até 13 mm. A usinagem da bobina elimina a necessidade de mudar para novos tamanhos de barstock e permite que as oficinas realizem um alto uso de material, pois não há restos de barstock. Mas, além disso, a máquina Piccola possui um novo sistema de troca de ferramentas de várias estações que pode acomodar até seis ferramentas. Isso oferece versatilidade para executar diferentes trabalhos ou ter ferramentas redundantes para trabalhos de longa duração.

Hwacheon diz que está vendo um interesse crescente em soluções para peças de alta complexidade, como as produzidas em sua máquina de cinco eixos D2-5AX. Este trocador automático de peças que pode ser instalado nesta máquina está disponível em modelos de oito ou 20 estações e pode acomodar peças com diâmetro máximo de 300 mm e peso de 80 kg.

Com sua plataforma de transferência rotativa MultiX, a Mikron diz que colocou ênfase em sua configurabilidade, escalabilidade e flexibilidade. Essas máquinas oferecem verdadeiras capacidades de torneamento e a capacidade de ter até três ferramentas no corte em uma estação (uma máquina pode ter de 4 a 24 estações). Todas as unidades de usinagem padrão são intercambiáveis ​​e reposicionáveis ​​com muita precisão. Portanto, uma máquina configurada para um trabalho pode ser reconfigurada para outro trabalho trocando as unidades de usinagem. Além disso, diferentes porta-ferramentas estão disponíveis e várias ferramentas podem ser montadas em cada unidade.

O conceito PortaCenter da Porta também foi desenvolvido para atender às necessidades de produção de alto mix, pois a empresa diz que o volume total de peças necessárias continua aumentando, mas os tamanhos dos lotes estão diminuindo. Essas máquinas de modelo padrão têm três estações de usinagem de 4 eixos e uma estação de carga/descarga e oferecem - em uma única unidade - uma alternativa a vários centros de usinagem horizontal (HMCs) de 4 eixos convencionais. Diz-se que isso reduz os custos relacionados a acessórios, ferramentas, mão de obra, espaço físico, inspeção e serviços públicos, ao mesmo tempo em que fornece trocas rápidas para novos trabalhos. Na verdade, a empresa diz que os eixos A e U adicionais do PortaCenter permitem usinar peças em uma configuração que um HMC convencional não consegue. O modelo padrão PortaCenter ISO40 oferece um envelope de trabalho de 10”, enquanto a empresa também oferece seu modelo ISO50, que possui um envelope de trabalho de 20” para acomodar peças maiores.

Uma alternativa quando o tamanho da barra começa a empurrar um Com capacidade do tipo suíço, este Doosan Puma TT-1300SYYB com torres duplas, cada uma com movimento do eixo Y, pode se aproximar do eixo principal e secundário separadamente ou simultaneamente.

As lojas familiarizadas com os tipos suíços também têm escolhas a fazer quando os trabalhos começam a empurrar ou exceder a capacidade de barra dessas máquinas. A Doosan diz que seu novo modelo Puma TT-1300SYYB oferece a produtividade, precisão e flexibilidade para peças que podem ser produzidas com barra de 2 polegadas. Esta máquina possui torres duplas cada uma com movimento do eixo Y que pode aproximar os mandris principal e secundário separadamente ou simultaneamente, este último para operações como torneamento de pinça.

Para peças menores, a Index agora oferece seu novo torno multifuso MS32-6 (mostrado no topo desta página), que supostamente abre a opção da tecnologia multifuso para uma gama mais ampla de lojas. Esta máquina inclui a nova plataforma de deslizamento de ferramentas da empresa que usa uma interface W-serration para permitir trocas rápidas com localização precisa. Além disso, diz-se que um novo sistema de fixação rápida facilita a entrada de ferramentas que foram configuradas offline. A Index diz que a combinação desses recursos pode reduzir os tempos de configuração em mais de 90%, permitindo que as oficinas atinjam a alta produtividade que os multifusos são conhecidos com versatilidade para executar lotes menores.

A Tornos agora oferece suas pequenas máquinas SwissNano em um modelo maior de 7 mm de diâmetro.

Da mesma forma, a Tornos aumentou a flexibilidade de seus tipos SwissNano Swiss com sua versão maior de 7 mm de diâmetro. Este modelo apresenta a mesma estabilidade térmica e design de cinemática de 6 eixos com fuso traseiro montado em três eixos lineares do modelo original de 4 mm, mas também possui o dobro da potência do fuso (2,5 kW) para usinar materiais mais exóticos. Além disso, duas, três ou quatro ferramentas podem ser instaladas sob o contrafuso, permitindo que a máquina execute operações em paralelo.

Horn oferece a unidade W&F Linear com refrigeração integrada sistema de gestão para tipos suíços. Esta unidade tem um encanamento especialmente projetado que permite que o usuário execute refrigeração de alta pressão para os porta-ferramentas simplesmente conectando duas linhas às portas da unidade.

Ferramentas de troca rápida também estão disponíveis para aumentar a flexibilidade das máquinas-ferramentas de produção, como os tipos suíços, para acomodar mais facilmente tamanhos de lote menores. Por exemplo, a Tsugami diz que oferece suportes de ferramentas acionados e estáticos que podem ser predefinidos fora da máquina e trocados em questão de segundos, eliminando a chance de erro do operador ao tocar as ferramentas. Isso também pode reduzir bastante a necessidade de operações secundárias, bem como incentivar o uso de ferramentas redundantes e usinagem sem luz.

A Horn fez parceria com a W&F Werkzeugtechnik para oferecer a unidade W&F Linear com sistema integrado de gerenciamento de refrigerante para tipos suíços para configurações mais rápidas. Horn diz que, embora essa oferta de troca rápida não tenha sido a primeira no mercado, ela resolve os desafios de estabilidade inerentes aos requisitos rigorosos da usinagem suíça, além de abordar o envelope de trabalho apertado, que de outra forma poderia levar a um tempo adicional para trocar as ferramentas.

De acordo com a empresa, trocar uma ferramenta em um tipo suíço geralmente significa ajustar a aresta de corte e canalizar o porta-ferramentas se houver refrigeração. A retificação pode ser demorada e, por envolver o posicionamento da ferramenta contra o diâmetro externo de uma peça, o aperto excessivo do porta-ferramentas também pode lascar a aresta da ferramenta de corte. Em vez disso, o sistema W&F Linear é um bloco parafusado direto personalizado para substituir o bloco de ferramentas da máquina específica do usuário. O bloco tem um encanamento especialmente projetado que permite ao usuário operar refrigerante de alta pressão simplesmente conectando duas linhas às portas no bloco. A refrigeração é alimentada através do bloco e através de tubos de refrigeração HSK para os porta-ferramentas, que se conectam às portas de encanamento na parte inferior de cada estação de ferramentas.

As portas de encanamento também fornecem uma distância fixa para estabelecer a posição da ferramenta de corte. As portas servem como batentes, pois o porta-ferramentas se apoia contra elas mesmo quando não há refrigeração. Como o comprimento do porta-ferramentas é conhecido e o batente fornece uma posição exata, o usuário pode estabelecer a posição de uma aresta de corte sem precisar realizá-la. As trocas de ferramentas são, então, uma questão de retirar um porta-ferramentas, recolocar a pastilha e conectá-la novamente.

As trocas de ferramentas para fresadoras CNC não são tão problemáticas, pois possuem trocadores automáticos de ferramentas (ATCs). Mas, para as oficinas que desejam usar fusos de alta velocidade para fornecer as rpms para permitir que uma máquina convencional execute microtrabalhos - um mercado que a NSK diz estar crescendo - pode ser necessária alguma intervenção do operador.

O workholding de troca rápida está se tornando mais comum para configurações de velocidade em ambientes de produção de alta mistura. A Hainbuch adicionou recentemente um módulo de duas garras para seus sistemas para permitir a fixação em peças cúbicas.

De acordo com a empresa, as ferramentas de pequeno diâmetro normalmente exigem velocidades do fuso de 15.000 rpm ou mais, velocidades que as máquinas convencionais geralmente não conseguem alcançar. Um tipo de fuso de alta velocidade, que é instalado no fuso da própria máquina, é um modelo elétrico. A NSK diz que os fusos elétricos são vantajosos porque fazem interface simplesmente com o CNC de uma máquina e oferecem longa vida útil, velocidade consistente, alta precisão e boa repetibilidade. A desvantagem dos fusos elétricos tradicionais é que, embora possam ser armazenados em um compartimento ATC, um operador deve parar a máquina para desconectar o sinal elétrico e a linha de ar pneumática usada para resfriamento e purga antes que o fuso possa ser carregado no ATC. Os modelos mais recentes da empresa são totalmente mutáveis ​​sem a necessidade de conectar ou desconectar manualmente esses elementos. Isso fornece a flexibilidade para uma máquina de baixa rotação atingir as altas rotações necessárias para microusinagem quando necessário. Os fusos elétricos da NSK podem atingir 80.000 rpm.

Mais no horizonte (como sempre)

Esta amostragem de tecnologia é apenas isso – uma amostragem. Nenhum artigo pode ser tão abrangente a ponto de abordar tudo o que está recentemente disponível para a indústria de usinagem de precisão. Como sempre, Usinagem de Produção continuará a introduzir novos equipamentos, softwares e conceitos úteis à medida que forem desenvolvidos. Também esperamos continuar a aprofundar tópicos como os mencionados neste artigo, bem como criar histórias que descrevam como a tecnologia avançada está sendo aplicada com sucesso em lojas como a sua. Subscreva a sua cópia impressa.

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