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| | Indústria desenvolve CNC 12 eixos com Arquitetura Integrada |
| | Customer: | | Madem S.A.
Garibaldi, Rio Grande do Sul |
| | Country: | | Brazil |
| | Industry: | | Forest Products, Material Handling, OEM |
| | Services: | | Support |
| | Products: | | Drives, I/O, Industrial Computers, Motion Control, Networks & Communications, Programmable Controllers, Push Buttons, Relays / Timers / Temp Controls, Safety Solutions, Sensors, Signaling, Software, Switches, Terminal Blocks & Wiring Systems |
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Indústria desenvolve CNC 12 eixos com Arquitetura Integrada
Flexibilidade conseguida garante que máquinas tenham nível de produtividade sem paralelo no mercado |
Desafio
- Aumentar produtividade, limitada pela estrutura composta por células longas e complexas, que exigia alto índice de intervenção humana Solução
- Mudança no modelo de produção, com desenvolvimento de CNC 12 eixos com Arquitetura Integrada
Resultados
- Aumento de produção
- Tempo de set-up zerado
- Eliminação de intervenções humanas, com ganho de confi abilidade e de segurança ao trabalhador
- Redução do espaço ocupado pela máquina
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Histórico
A Madem S. A., companhia de capital integralmente brasileiro fundada há 62 anos, é líder mundial na fabricação de bobinas de madeiras para indústrias de cabos elétricos, vendidas no Mercado doméstico e exportadas para mais de 40 países. Possui fl orestas de pinus no Brasil, sendo um dos 15 maiores grupos fl orestais do país. Dessas reservas provêm parte da matéria-prima utilizada em suas unidades industriais. A Madem conta com três unidades de produção (Brasil, Espanha e Bharein), e também com a Madem Máquinas, responsável mundialmente pelas evoluções tecnológicas do Grupo. É na Madem Máquinas que é desenvolvido e fabricado o maquinário para a fabricação das bobinas. Parte da estratégia de negócios da companhia consiste em aperfeiçoar a tecnologia das máquinas utilizadas na fabricação das bobinas. O mais recente desenvolvimento da empresa nesse sentido é o CNC de 12 eixos com Arquitetura Integrada da Rockwell Automation, que resultou em aumento de produção e na redução do espaço ocupado pela máquina. Para chegar a esse resultado, a empresa investiu em um projeto, desenvolvido internamente por seus profi ssionais ao longo de um ano, aproximadamente, e acompanhado desde o início por engenheiros da Rockwell Automation. Moisés Miri – gerente técnico de projetos – explica a escolha da Madem: “Trabalhamos com a Rockwell Automation há cerca de cinco anos, confi amos na qualidade e durabilidade dos produtos, temos boa experiência com o suporte técnico e a proximidade com a engenharia de vendas da Rockwell Automation facilita no contato com nossa engenharia no exterior”.
Desafio
Substituir as longas células de produção era o objetivo primordial do projeto. As células eram compostas por muitas partes que possuíam um grande número de itens mecânicos, hidráulicos, pneumáticos e elétricos, e exigiam constantes ajustes manuais. Esse conjunto de fatores expunha as células a uma alta probabilidade de falha. Com o CNC de 12 eixos com Arquitetura Integrada, a simplifi cação foi radical, como detalha Moisés: “A redução da quantidade e variedade de componentes foi determinante para os resultados de aumento de produtividade. Além de zerar o tempo de set-up, não precisamos mais de ferramentas de usinagem de inúmeros diâmetros e comprimentos”. E ele destaca, ainda, o ganho em termos de segurança: “Eliminamos totalmente as intervenções humanas, zerando o índice de acidentes. Os operadores, agora, se dedicam a atividades de maior valor agregado ao processo”. Também houve ganho de espaço físico fabril, FactoryTalk AssetCentre, ControlLogix, CompactLogix, FlexLogix e SLC-500 são marcas registradas da Rockwell Automation, Inc. redução importante do consumo de energia e foi possível a utilização de components que geraram melhores resultados na manutenção das máquinas.
Solução
As bobinas, com tamanhos entre 500 e 3.000mm de diâmetro, são produzidas em linhas totalmente automatizadas. O centro de usinagem comandado por Comando Numérico Computadorizado (CNC) multicanal, utiliza a Arquitetura Integrada da Rockwell Automation, tendo como base o controlador ControlLogix L73. São quarto canais, cada um composto por três eixos X, Y e Z, mais eixo árvore, totalizando 12 eixos e quatro árvores. Nos eixos, foi utilizada a família de drives Kinetix 6500, em conjunto com servomotores de média inércia MPM. Para as árvores, foram usados inversores PowerFlex 755 em conjunto com spindles de 12000 RPM. A rede empregada foi a Ethernet, através da tecnologia CIP Motion. Em relação à interface de operação, foi escolhido um PC industrial da família 6181P, em conjunto com o software supervisório FactoryTalk View SE 6.0. Quanto à segurança, os destaques são relés de segurança do tipo MSR e Safe Torque OFF em todos os inversores de frequência e drives Kinetix 6500. É importante ressaltar que a máquina possui eixos de apoio para alimentação e posicionamento das peças e que, tanto no mecanismo de apoio como no de alimentação, foram utilizados motores convencionais com encoder, todos comandados por inversores do tipo PowerFlex 753. Resultados O Controle Numérico agregou recursos importantes para que a Madem ganhasse produtividade:
- Edição e simulação em background, que podem ser realizadas enquanto outro programa está em execução, evitando, assim, tempos de espera entre peças para execução do programa.
- Melhoria na integração entre produção e engenharia – a comunicação via rede Ethernet possibilita a coleta de dados de produção, envio e recebimento de programas de usinagem previamente elaborados pelo departamento de engenharia e também back up. Possibilita, ainda, acesso remote para diagnóstico e alteração de lógica.
- Busca de referência – quando desligada e ligada novamente a máquina, já não é preciso deslocar os eixos até o ponto de referência, devido à tecnologia dos encoders absolutos e à função APR encontrada no CIP Motion.
- Tipos de trajetória – todas as trajetórias podem ser executadas em posicionamento rápido ou controlado. Os tipos de interpolação disponíveis são linear e circular, com dois ou três eixos programados por via centro ou raio. Também é possível o uso de interpolação helicoidal. Todas as trajetórias podem ou não utilizar compensação de raio no plano de trabalho e compensação de comprimento da ferramenta.
- Terminação de usinagem com cantos vivos arredondados etc., recurso técnico que permite agregar uma ampla gama de formas geométricas com uma ferramenta universal.
- Linguagem de programação – o CNC pode ser programado em código ISO ou em linguagem de Alto Nível, desenvolvida especialmente para a aplicação, com intuit de facilitar a programação de alguns ciclos fi xos exigidos pelos tipos de peças usinadas.
- Tipos de ciclo automático e semiautomático, contínuo, passo a passo, defi nição de bloco, etc., com Feedrate eSpeedrate das árvores variável.
- Multicanal – os quatro canais de execução possibilitam efetuar operações ou usinagens diferentes ao mesmo tempo. Utilizando taxas corretas de aceleração e. Jerk. suaviza-se a transição da trajetória, exigem-se menos esforços mecânicos e aumenta-se, assim, o tempo de vida da máquina.
- Modo manual – deslocamento via JOG pela interface ou controle remoto.
- Deslocar um eixo a uma cota, com prévia seleção do ponto destino.
- Modo MDI.
- Controle Spindles, posição atual, origens alarmes, etc.
- Sistema de coordenadas.
- Cotas em milímetros com coordenadas absolutas, incrementais, cartesianas e polares.
- Programação em raios ou diâmetros.
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