Usinagem CNC x Usinagem Tradicional: Principais Diferenças

Comparação entre as máquinas-ferramentas CNC e as tradicionais

Em comparação com as máquinas-ferramentas tradicionais, as máquinas-ferramentas CNC diferem significativamente não apenas no desempenho geral, mas também na complexidade estrutural e funcional.

Principais características estruturais das máquinas-ferramentas CNC

Espaço de usinagem fechado e sistema de acionamento principal

As máquinas-ferramentas CNC podem operar com velocidades de corte, taxas de avanço e pressões do fluido de lubrificação e refrigeração mais elevadas. Para garantir a segurança na usinagem e a proteção ambiental, elas geralmente são equipadas com um espaço de usinagem fechado. As limalhas produzidas durante a usinagem permanecem dentro desse compartimento e são, em seguida, transportadas para fora pelo transportador de limalhas instalado na máquina. O fluido de lubrificação e refrigeração utilizado na usinagem é coletado e tratado dentro da máquina antes de ser recirculado.

Do ponto de vista ergonômico, uma grande porta de proteção da máquina com ampla abertura permite que o operador acesse facilmente a área de trabalho e visualize claramente o espaço de usinagem. A usinagem na CNC geralmente requer uma velocidade de corte constante. Essas variações de velocidade são normalmente obtidas por meio de motores de velocidade continuamente variável. Nas máquinas-ferramentas modernas, esses motores são integrados diretamente ao fuso de acionamento. Nas fresadoras CNC, essa configuração mantém excelentes características de acionamento, mesmo quando a faixa de velocidade total é dividida em várias faixas de marchas.

Servoacionamentos, movimento linear e expansão multieixos

Para usinar geometrias complexas de peças, cada eixo do CNC é normalmente acionado por um servomotor digital independente. Como resultado, os acionamentos lineares são cada vez mais utilizados. Eles oferecem alta aceleração, tempos de resposta curtos e operação sem desgaste, além de poderem posicionar cada eixo com precisão em longas distâncias de deslocamento.

A adição de mais eixos controláveis amplia ainda mais a variedade de formatos de peças que podem ser usinadas. Em uma fresadora CNC, por exemplo, uma mesa NC de dois eixos e um fuso de trabalho podem proporcionar um movimento rotativo definido com precisão, seja como movimento de avanço ou de avanço transversal. Contrapontos programáveis, torretas de ferramentas acionadas e fusos principal e auxiliar também ampliam a capacidade dos tornos CNC de realizar usinagem completa.

A importância dos fusos de esferas e do projeto de estabilidade térmica

Para transmitir com precisão a exatidão computacional do sistema de controle e a precisão de posicionamento dos servomotores ao movimento entre a peça e a ferramenta de corte, as máquinas-ferramentas costumam utilizar parafusos de esferas como elementos de transmissão. Os parafusos de esferas operam praticamente sem folga e podem transmitir continuamente movimentos muito lentos sem efeito de “stick-slip”. Suas guias associadas combinam as vantagens do atrito de deslizamento e do atrito de rolamento.

As máquinas-ferramentas CNC geralmente alcançam uma taxa de remoção de material por unidade de tempo (Q) muito elevada. Seus componentes estruturais, portanto, sofrem altas cargas mecânicas e térmicas. Os fabricantes modernos de máquinas-ferramentas lidam com isso por meio de projetos estruturais especializados e novos materiais. No projeto de fresadoras, é dada atenção especial à redução da massa dos componentes móveis. Para remover cavacos, o fluido de lubrificação e refrigeração e o calor resultante de maneira mais eficaz, os tornos CNC geralmente utilizam guias de base inclinadas. A acessibilidade e o movimento da mesa da máquina também são características importantes da estrutura da fresadora universal CNC.

Sistemas de gerenciamento e inspeção de ferramentas

A troca de ferramentas nas máquinas-ferramentas CNC pode ser automatizada na maioria dos casos. Para garantir que todas as ferramentas necessárias possam ser acionadas durante a execução do programa, os tornos são equipados com pelo menos uma torre de ferramentas, enquanto as fresadoras utilizam um compartimento de ferramentas e um trocador automático de ferramentas. As torres de ferramentas e os magazines de ferramentas nas máquinas mais recentes são geralmente acionados por servomotores e equipados com sistemas de inspeção, proporcionando à máquina maior precisão de posicionamento e velocidades mais rápidas de troca de ferramentas.

Capacidade ampliada por meio de interfaces de automação

As máquinas-ferramentas modernas do tipo CNC são comumente equipadas com interfaces padronizadas para a conexão de equipamentos periféricos de automação. A adição de trocadores de paletes de peças, unidades de armazenamento de peças e sistemas de manuseio de peças pode aumentar ainda mais o nível de automação nas operações de corte.

Cada eixo controlado de uma máquina-ferramenta CNC é equipado com um sistema de medição eletrônico. Ao utilizar os resultados dos movimentos de deslocamento e posicionamento, o sistema de controle pode obter a posição em tempo real do carro, da mesa giratória ou do fuso da máquina. Nos últimos anos, os fusos de máquinas-ferramentas convencionais também têm sido cada vez mais equipados com esses sistemas de medição. Isso possibilita funções como o controle linear e melhora substancialmente a facilidade de operação. Além disso, tecnologias desenvolvidas especificamente para máquinas-ferramentas CNC, incluindo fusos de velocidade continuamente variável, servomotores e unidades dedicadas de guias e transmissão, estão sendo gradualmente aplicadas às máquinas convencionais. Máquinas-ferramentas tradicionais, como tornos e fresadoras, são hoje mais comumente encontradas nos departamentos de treinamento profissional de empresas industriais.