Como funciona a automação do centro de usinagem CNC?

Automação em centros de usinagem CNC

Além do sistema de controle numérico computadorizado, os principais componentes automatizados de um centro de usinagem (BAZ) incluem o compartimento de ferramentas, o equipamento de transferência de ferramentas equipado com um braço de troca automática de ferramentas, mesas indexadoras e rotativas para fresagem e torneamento, e trocadores de paletes de peças.

Componentes principais de um sistema de automação

Por que o sistema CNC é o centro de automação

O sistema de controle numérico computadorizado (CNC) é o núcleo da automação do centro de usinagem. Ele é capaz de controlar diversos outros componentes e parâmetros de usinagem, incluindo:

• Velocidade do eixo
• Deslocamento dos eixos lineares e rotativos
• Troca e carregamento das ferramentas adequadas
• Troca e fornecimento de paletes com peças fixadas
• Equipamentos hidráulicos, elétricos e de abastecimento de fluidos de refrigeração e lubrificação

Compartimentos para ferramentas e equipamentos de transferência de ferramentas

Em um magazine de ferramentas, as ferramentas necessárias para a usinagem já vêm montadas em porta-ferramentas. Um magazine pode consistir em arranjos lineares de cremalheiras ou ser construído como um magazine do tipo disco. Para economizar espaço, as ferramentas e seus porta-ferramentas, geralmente hastes cônicas ocas, são armazenadas nas cremalheiras por meio de conexões de encaixe. Um magazine de ferramentas composto por várias fileiras de cremalheiras ou múltiplos discos pode armazenar até 200 ferramentas.

Um braço de troca automática de ferramentas retira uma ferramenta do cabeçote do fuso e instala outra. A ferramenta removida pode ser devolvida ao compartimento para armazenamento ou descartada caso esteja desgastada.

Sequência básica de troca automática de ferramentas

A sequência de troca automática de ferramentas de um robô linear equipado com um trocador de braço duplo normalmente inclui as seguintes etapas:

1. Um dispositivo de transferência de ferramentas, como um robô linear com uma pinça, retira a nova ferramenta do compartimento e se desloca até o braço de troca automática de ferramentas.
2. Um dos braços do trocador de duas posições recebe a nova ferramenta e se desloca até a cabeça do fuso. Ao mesmo tempo, o segundo braço retira a ferramenta antiga da cabeça do fuso. Em seguida, o trocador gira e instala a nova ferramenta na cabeça do fuso.
3. O outro braço do trocador devolve a ferramenta usada a um compartimento ocupado no magazine.

O processo de retirada e troca de ferramentas de um carregador do tipo disco é semelhante.

Como uma mesa de cinco eixos amplia as possibilidades de usinagem em múltiplas faces

Um centro de usinagem CNC pode ter cinco eixos: três eixos lineares, X, Y e Z, além de um eixo de inclinação A’ e um eixo rotativo B’. O eixo B’ pode utilizar movimento angular para usinagem em múltiplas faces ou rotação contínua em diferentes velocidades. Essa capacidade permite que operações de torneamento sejam realizadas em um centro de usinagem.

O eixo de usinagem pode ser posicionado na vertical ou na horizontal e também pode girar em 90 graus. Com o eixo na posição horizontal, ou quando a usinagem começa por baixo da peça, as limalhas caem para fora da câmara de usinagem e o fluido de lubrificação e refrigeração pode fluir livremente para baixo.

Uma mesa rotativa ou circular que permite a fixação única para usinagem em cinco eixos é um elemento importante para melhorar a automação e a produtividade. Ela permite que uma peça seja usinada em cinco eixos em uma única configuração. A usinagem em cinco lados mostrada é realizada combinando-se uma mesa rotativa de indexação com um fuso capaz de usinar tanto na posição horizontal quanto na vertical. Essa abordagem evita a perda de tempo com fixações repetidas e reduz os erros de posicionamento causados por múltiplas configurações.

Como a troca de paletes melhora a eficiência do tempo de ciclo

A maioria dos centros de usinagem está equipada com uma estação de preparação para troca de paletes de peças. Nessa estação, uma peça concluída é desfixada e um técnico qualificado carrega uma nova peça em bruto. Ao mesmo tempo, a peça anterior, que já foi transferida para a estação de usinagem, está passando pelo seu ciclo principal de usinagem.