O CNC da FANUC oferece simplicidade no desempenho à nova biseladora da Copier

Tarefa: Criar uma biseladora que produza extremidades soldáveis em tubos de grande diâmetro. Esta tarefa implicava o fornecimento de um CNC, bem como o desenvolvimento de uma interface gráfica do utilizador (GUI), para simplificação da operação da máquina.

Solução: Utilização de um CNC da FANUC para desenvolver uma nova geração de máquinas com capacidade para criar qualquer perfil biselado pretendido, independentemente da espessura do tubo. Para coordenar os eixos U e C da máquina era imprescindível o recurso a codificadores de alta precisão e à rapidez de processamento do CNC. Tendo em conta que os operadores tinham pouca ou nenhuma experiência em CNCs, a solução também tirou partido da capacidade para desenvolver uma GUI através do Fanuc Picture Software no CNC.

Resultado: A solução foi desenvolvida utilizando o CNC da FANUC após a Copier Bevelmachines o ter considerado o mais adequado para a aplicação. A máquina é muito fácil de utilizar. Os operadores têm apenas de introduzir os parâmetros do tubo e selecionar o perfil biselado pretendido com a ajuda de representações gráficas. Deste modo, o operador pode controlar a máquina sem contactar com o código CN subjacente.

As biseladoras da Copier estão equipadas com o controlador 32i-B da FANUC

Um controlador simples para uma aplicação CNC complexa

Para soldar tubos entre si na perfeição, é necessário aplicar previamente a maquinação às respetivas extremidades, de modo a criar um perfil que possa ser enchido durante a soldagem. A Copier Bevelmachines, sedeada em Giessen, criou uma biseladora especial para produzir uma extremidade soldável com este fim. A empresa recorreu à FANUC não só para o fornecimento de controladores CNC, como também para desenvolver uma GUI que simplificasse bastante a operação das máquinas.

O que distingue estas biseladoras das restantes aplicações de torneamento é o facto de não ser a peça de trabalho a rodar, mas a própria ferramenta. Tal justifica-se uma vez que os tubos de aço maquinados são longos e apresentam diâmetros até 1,22 m, bem como uma espessura de parede entre cerca de 60 a 70 mm. A máquina recebe estas peças de trabalho pesadas através de um tapete rolante transportador e, em seguida, as peças são colocadas na respetiva posição com um bloco de travamento triangular de centragem automática. É aplicada a maquinação à extremidade do tubo com o auxílio de inserções para corte fixadas na cabeça de corte da máquina. Deste modo, são as ferramentas que rodam durante a maquinação e não as peças de trabalho.
A Copier, criada por Jan Copier, em 1997, cresceu rapidamente vindo a tornar-se um dos principais protagonistas neste segmento de mercado. A Copier investe em qualidade e em fiabilidade, mas também atribui grande importância à facilidade de operação, um aspeto em que os controladores da FANUC terão, a partir de agora, uma ação decisiva.

Inserções de corte numa posição fixa

“Inicialmente, construímos máquinas simples com um único eixo de alimentação”, afirma Jan Copier. “Nestas máquinas, as inserções de corte são montadas numa posição fixa no eixo C (a cabeça de corte). O corte é realizado ao mover a peça de trabalho ao longo do eixo C. As inserções de corte são dimensionadas em conformidade com a forma a atribuir à face de soldadura. O processo de maquinação produz, portanto, uma cópia.”
A grande vantagem deste sistema é o facto de ser muito simples. O inconveniente é o facto de serem necessárias inserções de corte especiais e o facto de cada forma permitir criar apenas um bisel. Além disso, a espessura da parede do tubo não poderá exceder um determinado tamanho.

Cabeçote móvel na cabeça do fuso

Para cumprir estes requisitos, foi desenvolvida uma nova geração de máquinas em que o corte é gerido por um controlador CNC. As inserções de corte deixam de ser fixadas no fuso para passarem a ser montadas num cabeçote móvel (eixo U) na cabeça do fuso, para que possam ser movidas para dentro ou para fora, conforme necessário. Este eixo U é acionado por uma transmissão mecânica de conceção específica que roda com o eixo C que, por sua vez, também é acionado por um eixo de alimentação adicional. A máquina CNC tem capacidade para criar qualquer perfil biselado pretendido, independentemente da espessura do tubo, utilizando as mesmas ferramentas e inserções de corte. Além disso, é possível recorrer a maquinação complementar, como o rosqueamento ou entalhe.
Processamento rápido com o controlador CNC

Jan Copier: “Um sistema de acionamento é uma aplicação CNC especial designada por eixo U. Esta função não é disponibilizada por todos os fabricantes de controladores CNC. A transmissão foi concebida de modo a que o eixo U esteja em perfeita sincronização com o eixo C para que as inserções de corte sejam mantidas numa posição fixa. Para movê-las para dentro ou para fora, a velocidade do eixo U tem de ser ligeiramente reduzida ou aumentada em relação ao eixo C. Para tal são necessários codificadores de alta precisão, bem como rapidez de processamento no controlador CNC. Um estudo de mercado revelou que o CONTROLADOR FANUC era o mais adequado para esta aplicação.”

Interface gráfica do utilizador

Uma vez que os utilizadores destas máquinas não têm necessariamente experiência em maquinação CNC, a Copier Bevelmachines explora outra vantagem dos controladores FANUC: a opção de desenvolvimento de uma GUI no componente PLC integrado no controlador. Esta aplicação foi implementada integralmente pela FANUC a pedido da Copier Bevelmachines, com base no Fanuc Picture Software. Jan Copier: “Os utilizadores podem introduzir os parâmetros do tubo ao qual irão aplicar a maquinação e, em seguida, selecionar o perfil biselado pretendido com a ajuda de representações gráficas. Estes perfis são normalizados. Portanto, podemos oferecer ao utilizador uma escolha a partir de uma biblioteca. Deste modo, o operador pode controlar a máquina sem contacto direto com o código CN subjacente. Além disso, a interface é compatível com inúmeras outras opções. Um problema comum detetado pelos nossos clientes está relacionado com as tolerâncias dos tubos. Com o programa, podem introduzir dimensões reais e o sistema calcula automaticamente se foi atingida a espessura de parede mínima do tubo. Deste modo, o operador fica a conhecer o resultado ainda antes de iniciar a maquinação.”

Produtos FANUC utilizados