O Instituto Fraunhofer IPK desenvolveu um sistema digital para teste e troca de pastilhas intercambiáveis de usinagem. Em material disponivel para a imprensa, a instituição informou que as ferramentas com pastilhas intercambiáveis, que são configuradas individualmente, têm hoje uma participação de mercado superior a 80%, e a grande vantagem de optar por elas é o fato de poderem ser usadas várias vezes, pois se um lado da pastilha se desgastar, a aresta de corte é retificada e reutilizada.

A condição das arestas de corte deve ser constantemente monitorada. Se o desgaste do flanco de uma ferramenta de metal duro for superior a 0,2 milímetros, tanto o processo de usinagem quanto a máquina estarão em risco: a ferramenta pode criar defeitos na peça ou deslocá-la, causando danos à máquina. Porém, um dano de 0,1 ou 0,2 milímetros não pode ser visto a olho nu e, por razões de segurança, os operadores geralmente decidem descartar cedo demais as arestas.

Assim, normalmente é descartada uma grande quantidade de insertos ainda adequados para uso, e foi isso que inquietou os pesquisadores do instituto e os estimulou a desenvolver a máquina PoWer, para execução da troca automatizada das ferramentas com base em dados de processo.

O sistema inclui uma estação de varredura que registra com precisão a topologia das arestas de corte por meio de projeção de luz estruturada, uma estação de aparafusamento controlada que solta e aperta as pastilhas e uma estação de torneamento que as gira. O aparato é composto ainda por um braço robótico que movimenta as ferramentas.

 

Como funciona

 

Conforme descrito no estudo, as ferramentas a serem verificadas são identificadas primeiro por radiofrequência (RFID), por um sistema que capta dados sobre o tipo de pastilha atual e as posições das pastilhas individuais na ferramenta. A estação de escaneamento então registra cada aresta de corte, formando uma nuvem de pontos 3D a partir dos dados captados por sensores com precisão de 6 mícrons.

 

São registrados assim não apenas o desgaste, mas também outros indicadores de falha espontânea, o que permite selecionar os parâmetros de usinagem mais econômicos para uma fabricação mais rápida e com desgaste menor e mais uniforme.

 

Se o sistema Power detectar que foi excedido o limite de desgaste, ele toma medidas necessárias de forma independente: a placa afetada é afrouxada inicialmente na estação de aparafusamento, um dispositivo magnético remove a pastilha intercambiável da ferramenta e, como primeira medida, o sistema a gira para um ponto não utilizado. Somente quando uma pastilha atinge o fim de sua vida útil é que a ferramenta é recarregada no magazine de pastilhas intercambiáveis.

De acordo com os cálculos do Fraunhofer IPK, com o uso do sistema automático as pastilhas permanecem em uso por 33% mais tempo.

 

Fotos: Fraunhofer IPK

 

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