Módulo de Otimização de Ponta Entrega Precisão em Materiais Difíceis

A maioria de quem trabalhou em oficina de usinagem por qualquer tempo já participou de feira ou open house de distribuidor de máquinas-ferramenta. Lá veem demonstrações enlatadas de máquinas CNC ocupadamente esculpindo pedaços de latão, aço doce ou alumínio em porta-cartões e jogos da velha. Embora esses brindes sejam divertidos, não seria refrescante ver peças reais sendo usinadas, preferencialmente de material difícil de usinar?

Foi o que ocorreu no Okuma Winter Showcase, evento anual que o construtor de máquinas hospeda para 600+ participantes. No evento, participantes foram presenteados com mais de duas dezenas de máquinas-ferramenta CNC sob potência, a maioria fazendo cavacos. Estes incluíam um MU-8000V LASER EX super multitarefa com deposição de metal a laser e o GENOS M460V-5AX, um centro de usinagem vertical de cinco eixos estilo luneta oferecendo alta produtividade, footprint pequeno e preço surpreendentemente baixo.

Havia também um torno LB3000 EX-II com detecção de vibração de barra, centro torneamento-fresamento MULTUS B300II com manipulação de peça por robô colaborativo, centros de usinagem horizontais MA-500HII e duplo-coluna MCR-A5CII e máquina multitarefa MULTUS U3000.

Uma linha impressionante, com certeza, mas houve uma demo que fez grande número de participantes do show falarem, até mesmo os responsáveis por configurá-la. "Foi bem legal ver, especialmente considerando que estávamos cortando titânio, material muito duro e difícil de usinar", disse Lee Johnston, Engenheiro de Aplicações da Okuma.

Ele está falando sobre a demonstração envolvendo Force da CGTech, um módulo de otimização de programa NC baseado em física que funciona dentro do software de simulação de caminho de ferramenta VERICUT, carro-chefe da empresa. Trabalhando com representantes da CGTech e Sandvik Coromant, Johnston programou um suporte de titânio Ti-6Al-4V sendo feito para cliente aeroespacial, então otimizou seus caminhos de ferramenta com VERICUT Force.

"Tínhamos a mesma demo em dois mordentes e rodamos lado a lado, um com programa padrão e um otimizado", disse Johnston. "Reduzimos tempo de ciclo de uma hora para pouco menos de 40 minutos, e você também podia ouvir e ver a diferença em como as ferramentas estavam cortando e perceber que o programa otimizado era mais suave para a máquina. Provavelmente a melhor coisa que aconteceu à programação desde caminhos de ferramenta trocoidais."

Especialista de Produto VERICUT Pete Haas explicou que Force funciona analisando o caminho de ferramenta NC, avaliando condições de corte em mudança e aumentando ou diminuindo a taxa de avanço para alcançar espessura de cavaco ideal para qualquer material dado. Comparado a sistemas CAM e calculadoras de usinagem online, que tentam determinar espessura média de cavaco e basear a taxa de avanço nisso, Force calcula a taxa de avanço ótima para cada linha individual de código de usinagem.

"Como exemplo, pense em dirigir para o trabalho cada manhã", disse Haas. "Você encontra trechos retos, curvas, e curvas fechadas, e tem que desacelerar ou acelerar dependendo das condições da estrada. Usinagem também envolve condições constantemente mudando, mas alguns sistemas CAM não contam com isso. Eles geram uma única taxa de avanço que pode ser muito agressiva em curvas fechadas e muito lenta nos trechos retos. Force, por outro lado, usa física para calcular corte-a-corte através das condições em mudança e determinar as taxas de avanço ótimas."

O resultado, segundo Haas, é tempo de ciclo grandemente reduzido, vida de ferramenta melhorada, melhor qualidade de peça e menos desgaste em máquinas-ferramenta CNC. Funciona em qualquer material e qualquer máquina, e pode até ser usado em programas legados.

Johnston não foi o único surpreendido pelas capacidades do Force. Mesmo Chris Davala, Engenheiro de Suporte Técnico da CGTech — alguém com 20 anos de experiência como maquinista e programador que agora trabalha com clientes VERICUT pelo país — disse que a demo foi um abre-olhos. "Para ser honesto, eu era um pouco cético", disse ele. "Esta foi minha primeira experiência hands-on com o produto, e não é que eu não tivesse fé nas pessoas que o desenvolveram, mas havia algumas claims ousadas feitas sobre ganhos potenciais. Posso dizer verdadeiramente que, após ver Force em ação, ele me fez um crente."

Isso é fácil de dizer para alguém empregado pelo desenvolvedor do produto. Mas Richard Howard, Especialista MTS da Sandvik Coromant, que trabalhou junto com Davala e Johnston configurando a demo, confirma. Ele forneceu as ferramentas de corte e porta-ferramentas usados na demo e especificou os parâmetros de usinagem iniciais.

"Como especialista em ferramentas, estou extremamente impressionado com o quão 'spot on' o software Force é", disse ele. "CGTech fez trabalho incrível otimizando programas levando em consideração geometrias de ferramentas e cargas resultantes. Qualquer um interessado em maior eficiência e prolongar vida de ferramenta deve olhar para isso."

Qualquer um familiarizado com tecnologia de máquinas Okuma pode considerar Force desnecessário. Isso porque o controle OSP oferece recursos avançados como Machining Navi, SERVONAVI, Super-NURBS e tecnologia de usinagem adaptativa. Como um pacote de software third-party pode fazer uma máquina-ferramenta top de linha performar ainda melhor? Há várias respostas:

• Force tem capacidade de quebrar o código NC em pedaços menores, ajustando taxas de avanço para maximizar espessura de cavaco e mantê-la constante.
• Suas capacidades de otimização são proativas, não reativas, então todos sabem o que esperar antes de apertar o botão de cycle start.
• Questões de performance são claramente identificadas upfront e o programador pode examinar gráficos Force que ilustram forças de corte projetadas, espessura de cavaco, taxas de avanço, deflexão de ferramenta e mais.

Para novos materiais, novas máquinas-ferramentas e cortadores, ou até novos programadores, Force elimina o palpite que ocorreria de outra forma.

O resultado é um programa NC que é tanto mais seguro quanto mais previsível, com baixo risco de quebra de ferramenta ou peças sucateadas. Operadores têm mais confiança. Usinagem lights-out é realizada com confiança. Margens de lucro são melhoradas. E caminhos de ferramenta otimizados por Force "economizam muito tempo durante desbaste", disse Howard da Sandvik Coromant. Peças são usinadas mais rápido e ferramentas de corte duram mais.

Haas resumiu assim: "Gráficos Force fornecem programadores NC com informação útil que nunca tiveram antes. Eles podem visualizar rápida e facilmente o que está acontecendo corte-a-corte enquanto a ferramenta move através do material e agora é possível visualizar forças excessivas, parâmetros de corte ineficientes, taxa de remoção de metal, consumo de potência, torque e deflexão de ferramenta. Gráficos Force também expõem oportunidades de melhoria de condições de corte. Com um clique no gráfico Force, o usuário é levado à localização exata no programa e à janela de revisão gráfica para análise adicional. O resultado final é utilização plena da ferramenta de corte e da máquina-ferramenta."

Lee Johnston da Okuma concordou. "No evento estávamos cortando titânio e vimos melhoria significativa, mas acho que Force é igualmente adequado para usinar materiais mais fáceis como alumínio, e para outros trabalhos de propósito geral. Ansioso para usá-lo em projetos futuros."