Maximize o ROI com Automação Inteligente: Selecionando o Melhor Alimentador de Barras

Questões sobre a disponibilidade de mão de obra qualificada e confiável, seu custo e questões de responsabilidade relacionadas estão no topo das preocupações dos fabricantes, à medida que as taxas de desemprego continuam a cair. Proprietários de oficinas buscam maneiras criativas de aumentar a produtividade e reduzir a mão de obra, e a automação é considerada em cada novo projeto. Para operações de torneamento, a alimentação de barras traz o melhor custo-benefício, mas a oficina precisa selecionar o tipo de alimentador de barras que melhor atenda às suas necessidades.

Segundo a maioria das estimativas, os alimentadores de barras curtos são o tipo mais popular, respondendo por cerca de metade de todos os alimentadores de barras vendidos nos Estados Unidos e cerca de 35% das vendas totais em dólares. Alimentadores de barras estilo revista de tamanho normal respondem por cerca de 30% das vendas totais de unidades nos EUA e cerca de 35% das vendas totais em dólares. Os números são diferentes na Europa, onde alimentadores de barras de tamanho normal são a regra, e alimentadores de barras curtos são comparativamente raros. Os números podem ser interessantes, mas, infelizmente, não ajudam a oficina em sua decisão. Tamanhos de lote, diâmetros das peças, tipos de materiais, requisitos de precisão, necessidade de capacidade de usinagem sem supervisão e outras considerações semelhantes determinarão o tipo de alimentador de barras mais adequado para cada oficina. Cada tipo de alimentador de barras tem vantagens únicas que devem ser pesadas contra as necessidades específicas da oficina. Aqui estão as principais considerações.

Tamanho do Lote

Quais tamanhos de lote serão normalmente executados no torno? Se o torno CNC será usado principalmente para trabalhos de curta duração com mudanças frequentes de setup, o alimentador de barras de comprimento do fuso é a escolha mais lógica. Nesses alimentadores, todo o comprimento da barra é alimentado no fuso do torno no início. Com lotes pequenos, ter um grande volume de material para ser trabalhado não é crítico; assim, na maioria dos casos, a capacidade limitada de um alimentador de barras de comprimento do fuso será suficiente para cobrir a capacidade necessária para o trabalho.

O alimentador de barras curto pode ser considerado para uma grande produção nos casos em que materiais extrudados ou conformados precisam rodar em alta rotação e a retidão pode ser um problema. Quando comprimentos curtos de tais materiais estão completamente contidos no fuso do torno, eles podem ser rotacionados em rotação máxima para usinagem sem problemas de vibração, porque toda a barra estará contida no fuso. Em geral, o alimentador de barras curto é mais tolerante a extrusões desbalanceadas (não simétricas) e barras curvadas ou empenadas que, de outra forma, causariam vibração.

Se as quantidades de produção são grandes, e a produtividade e a obtenção do maior número de peças da barra são importantes, o proprietário do torno provavelmente se beneficiará mais do alimentador de barras estilo revista com capacidade de 12 pés (3,66 m). Do ponto de vista da produtividade, o uso de barras longas pode ajudar a reduzir custos de mão de obra porque a máquina pode ser deixada sem supervisão por períodos mais longos. Um operador pode cuidar de duas ou três dessas máquinas. As máquinas têm menos probabilidade de ficar sem material, evitando assim tempos ociosos de 10 minutos aqui, 15 minutos ali, e assim por diante.

Fatores de Desperdício de Material

Onde a utilização máxima do material é importante, o alimentador de barras com capacidade de 12 pés é uma boa escolha, porque toda a barra é convertida em peças utilizáveis, exceto um único remanescente. Em contraste, quando uma barra de 12 pés de comprimento é cortada em três ou quatro comprimentos que serão carregados em um alimentador de barras de comprimento do fuso, um número equivalente de remanescentes é produzido, o que significa menos peças por barra de 12 pés e mais sucata.

Comprimento do Fuso do Torno

O comprimento do fuso do torno não é um fator ao considerar um alimentador de barras com capacidade de 12 pés. No entanto, não pode ser ignorado ao considerar o alimentador de barras de comprimento do fuso. Muitos tornos de barras CNC têm fusos nos quais barras curtas de até 4 pés (1,22 m) podem ser completamente inseridas. Tais tornos podem acomodar comprimentos de 3 e 4 pés cortados de barras padrão de 12 pés. A perda de material para remanescentes das barras curtas é várias vezes maior do que a perda de uma barra contínua de 12 pés.

Considerações sobre o Comprimento da Peça

O alimentador de barras estilo revista de 12 pés normalmente oferece melhor utilização de material do que o alimentador de barras de comprimento do fuso. Independentemente do comprimento da peça, a perda de material de uma barra contínua de 12 pés é limitada a um remanescente. No entanto, à medida que o comprimento da peça aumenta em um torno servido por um alimentador de barras de comprimento do fuso, os remanescentes deixados de cada um dos três ou quatro comprimentos curtos cortados de uma barra contínua de 12 pés podem representar uma porcentagem significativa da barra.

Se o trabalho envolve peças tipo arruela, uma barra de 3 pés pode durar uma hora. No entanto, se o trabalho envolve eixos de motor, o torno pode consumir uma barra de 3 pés em minutos, e então deve pausar enquanto a próxima barra curta é carregada. A quantidade de tempo que o alimentador de barras curto leva para carregar os comprimentos curtos de barra no torno pode reduzir as taxas de produção da peça também.

Design da Revista

Oficinas que planejam executar seus tornos de barras CNC sem supervisão durante a noite, feriados e fins de semana enfrentam outras preocupações. A execução sem supervisão impõe uma série de requisitos especiais, não o menor dos quais é a capacidade de fornecer à máquina matéria-prima suficiente para continuar funcionando pelo período pretendido. A quantidade de tempo que o torno pode funcionar sem supervisão, assumindo que todos os outros sistemas estejam funcionando corretamente, depende de quanto material a revista do alimentador de barras pode conter.

Layout da Planta

Em situações onde o espaço no chão é escasso, o alimentador de barras de comprimento do fuso geralmente é preferido porque ocupa apenas cerca de metade do espaço necessário para um alimentador de barras com capacidade de 12 pés. A economia de espaço no chão pode não ser tão grande para um único alimentador de barras, mas, onde uma instalação de múltiplas máquinas está envolvida, a economia de espaço pode frequentemente ser suficiente para permitir a instalação de um ou mais tornos e alimentadores de barras adicionais do que seria possível de outra forma.

Muitas empresas que compram alimentadores de barras de comprimento do fuso o fazem porque acreditam que não têm espaço para um alimentador de barras com capacidade de 12 pés. No entanto, fornecedores de alimentadores de barras apontam que, uma vez que os compradores em potencial calculam as vantagens do alimentador de barras de 12 pés sobre o de comprimento do fuso em termos de ganhos de produtividade e aumento da utilização de material, eles de alguma forma encontram espaço para a unidade maior.

Velocidades de Corte

Historicamente, oficinas que operavam tornos de barras tiveram um problema em controlar o chicoteamento e a vibração que ocorrem em uma barra longa quando ela é rotacionada em alta velocidade. As principais causas do problema incluíram a dificuldade de controlar uma barra confinada rotacionando em velocidades de até 10.000 rpm e a falta de uniformidade no material da barra em si. Ironicamente, enquanto os fabricantes de tornos aumentavam as velocidades do fuso de suas máquinas para melhorar a produtividade, os proprietários de oficinas tinham que reduzir a velocidade do fuso para minimizar os efeitos da vibração em coisas como precisão, acabamento superficial e vida útil da ferramenta.

Hoje a situação está muito melhor. Melhor design de alimentador de barras, além do uso mais disseminado de barras retificadas sem centro, tornaram possível que alimentadores de barras com capacidade de 12 pés alimentem barras de 12 pés com até 2 polegadas de diâmetro em ou perto das velocidades máximas do fuso. Usuários de tais alimentadores de barras não precisam mais sacrificar a velocidade do fuso para obter produtividade com boa utilização de material.

Minimização do Tempo de Inatividade do Fuso

A quantidade de tempo necessária para trocar o alimentador de barras para alimentar um diâmetro de barra diferente é outra consideração importante. O alimentador de barras de comprimento do fuso tem vantagem aqui devido à sua operação mais simples. Tipicamente, o alimentador de barras de comprimento do fuso pode ser trocado para rodar um diâmetro de barra diferente em 5 a 10 minutos, assumindo que o revestimento do fuso de tamanho correto esteja disponível. A maior parte desse tempo é gasta na remoção do revestimento do fuso do torno e sua substituição por outro que corresponda mais de perto ao diâmetro da barra para o próximo trabalho.

O tempo rápido de troca do alimentador de barras de comprimento do fuso é uma vantagem importante para oficinas que fazem muito trabalho de curta duração. Os comprimentos curtos de barra são mais leves, menos desajeitados e menos cansativos de manusear do que barras de 12 pés, o que também ajuda a acelerar a troca.

A troca de um diâmetro de barra para outro em um alimentador de barras estilo revista de 12 pés pode levar de 45 minutos em unidades mais antigas a apenas 5 minutos em designs mais novos de alimentadores de barras. O tempo de troca depende principalmente se o canal guia, que suporta e confina a barra enquanto ela gira no alimentador de barras, precisa ser trocado. Se o tamanho da barra para o próximo trabalho a ser executado for semelhante ao do trabalho que está terminando, o mesmo canal guia pode ser usado, encurtando o tempo de setup. Se o canal guia deve ser trocado, o setup pode levar o dobro do tempo; no entanto, a tecnologia recém-desenvolvida de alimentadores de barras foca em reduzir esse tempo e ocorrência de troca.

Logística de Chão de Fábrica

As oficinas precisam obter o máximo de seus funcionários, e um passo importante para alcançar esse desempenho máximo inclui fornecer um ambiente que mantenha os funcionários interessados em seu trabalho e minimize o potencial de lesões no trabalho. Como menos manuseio manual de barras está envolvido no uso de alimentadores de barras estilo revista de comprimento total, os operadores têm menos dedos esmagados, costas tensionadas e lesões semelhantes. De fato, com os carregadores de feixes atuais, um feixe de 5.000 libras de barras pode ser entregue por guindaste aéreo diretamente ao alimentador de barras e nunca tocado por pessoal da oficina. Os operadores são então liberados para realizar tarefas mais produtivas, como operar várias máquinas e monitorar a qualidade das peças.

Custo de Propriedade

Para oficinas que programam regularmente trabalhos de curta duração e precisam ser capazes de acomodar uma variedade de diâmetros de peças, o alimentador de barras de comprimento do fuso pode ser uma ótima opção e caberá na maioria dos orçamentos. Embora o alimentador de barras estilo revista com capacidade de 12 pés possa custar o dobro no início, oficinas com trabalhos de alto volume podem achar esta opção um melhor valor, pois ajuda a manter preços competitivos através de boas taxas de produção e baixas taxas de sucata.

Uma oficina pode usar o alimentador de barras de comprimento do fuso para trabalho de alto volume (muitas fazem), talvez na teoria de que a economia no preço de compra compensa um rendimento ligeiramente menor por barra de 12 pés e uma taxa de produção ligeiramente mais lenta. Como o gráfico acima mostra, no entanto, quando um alimentador de barras de comprimento do fuso é usado para trabalho de alto volume, o retorno médio total sobre o investimento se torna o mesmo que o de um alimentador de barras com capacidade de 12 pés em seis meses. Comparando o design de capacidade de 12 pés com um modelo de 6 pés, mostra uma diferença ainda mais dramática, com o ponto de equilíbrio em apenas dois meses.

A Decisão Final

Para aquelas oficinas no mercado para um alimentador de barras estilo revista, estas diretrizes devem ser úteis para escolher corretamente entre um alimentador de barras de comprimento do fuso e um alimentador de barras com capacidade de 12 pés. Uma oficina deve considerar de perto suas necessidades específicas conforme elas se relacionam com as vantagens de cada tipo de alimentador de barras e o impacto relativo que tais soluções de automação podem ter na mão de obra antes de se comprometer com o investimento.