O CNC da FANUC é ideal para a nova máquina retificadora interna do fabricante de ferramentas suíço Studer  

Tarefa: Encontrar o CNC certo para a nova Studer S141, uma máquina retificadora interna universal para flanges e eixos até 1300 mm de comprimento.  

Solução: Com base numa longa relação assente na colaboração profissional com a FANUC, a Studer optou por um CNC 31i Model B da FANUC. Um fator determinante para a escolha da FANUC foi a fiabilidade comprovada que oferece. O 31i Model B inclui um "Panel i" integrado com software da Studer disponibilizado através de uma interface do utilizador dedicada.

Resultado: O CNC da FANUC oferece várias vantagens à Studer, incluindo operação e programação intuitivas, tecnologia de medição e sensor integrada para monitorização de processos, um PMC de alta velocidade (um PLC integrado), memorização de programas e até cinco canais PMC para execução em simultâneo de programas PMC independentes com máxima velocidade.

CNC para o futuro

Nova plataforma de maquinação por retificação da Studer com o novo controlador da FANUC

Para a nova Studer S141, a retificação interna de flanges ou eixos até 1300 mm de comprimento não representa qualquer problema. A máquina, apresentada, pela primeira vez, no outono de 2014 e que representa a vanguarda de uma nova plataforma de maquinação para retificação interna universal, viria a ser sucedida por modelos de outros tamanhos na EMO 2015. Além de novas e variadas funções, a S141 inclui também o CNC 31i-B mais recente da FANUC, que, por sua vez, oferece vários melhoramentos em relação ao respetivo modelo antecessor.

Com a S141, a Studer pretende conquistar um novo segmento de mercado. A máquina retificadora interna universal, disponibilizada noutros tamanhos na EMO 2015, é ideal para retificação de peças de trabalho longas até 1300 mm, como eixos de eixo, cabeçotes de eixo, eixos de rotor ou eixos simples. Embora os componentes pequenos sejam montados com recurso apenas à bucha, também pode ser utilizada uma luneta de apoio para as peças mais compridas.

Em teoria, a S141 completamente reformulada apresenta, desde logo, caraterísticas impressionantes: comprimento máximo de retificação interna de 250 mm e comprimento externo de 150 mm. Diâmetro máximo de oscilação sobre a mesa de 400 mm e peso da peça de trabalho máximo permitido de 250 kg. Além disso, a S141 evoca a precisão associada à marca Studer, assente principalmente no leito da máquina Granitan® e no seu reconhecido e eficaz comportamento térmico e de amortecimento. A distância afastada entre guias e as calhas de deslizamento de construção muito rígida proporcionam uma elevada estabilidade, indispensável na maquinação de precisão dinâmica. É ainda de referir que todos os componentes associados a tarefas de precisão incluem a função de estabilização de temperatura.

As inovações tendo em vista o aumento do desempenho, como o patenteado sistema de guias StuderGuide®, proporcionam movimentos de eixo rápidos e de alta precisão. Esta capacidade deve-se principalmente ao facto de todos os eixos estarem equipados com acionadores lineares. O torno de eixo de retificação, até quatro eixos de retificação (incluindo, no máximo, dois eixos de retificação externos), é acionado diretamente, pelo que é extraordinariamente rápido. Na retificação de eixo paralela, aplicada a cones e formas cónicas, existe a possibilidade de rotação automática da mesa da peça de trabalho. A Studer apresenta a estratégia de desbaste adequada para qualquer aplicação baseada, no máximo, em duas estações de desbaste. Além disso, está integrada uma sonda que permite determinar a posição longitudinal axial e radial.

CNC: comprovadamente fiável e visionário

No que diz respeito ao controlador, a Studer conta com uma tecnologia comprovada e uma experiência sólida, segundo afirma Wolfgang Labus, responsável pelo departamento de engenharia de produtos: "Desde 1992, temos mantido uma estreita colaboração em parceria com a FANUC no domínio da tecnologia de controlo e dos sistemas de acionamento. Apreciamos, em particular, a elevada fiabilidade do hardware e do software da FANUC que se aplica igualmente aos produtos recentemente lançados. É por este motivo que não hesitámos em equipar também a nossa recente inovação, a retificadora S141, com a relativamente nova geração de controladores 31i Model B da FANUC."

Tal como acontece com os controlos da FANUC utilizados anteriormente nas máquinas da Studer, a versão selecionada também está equipada com um PC industrial "Panel i" integrado da FANUC, com software da Studer através de uma interface do utilizador própria. Inclui, por exemplo, o StuderPictogramming, no qual o utilizador organiza ciclos de retificação distintos, sendo que o código ISO é gerado pelo PC. O software de medição do rebolo de retificação Studer Quick-Set reduz os ciclos de desbaste até 90%.

Os programas StuderWIN e StuderSIM desenvolvidos pela Studer são adequados para várias aplicações no âmbito da retificação interna e oferecem uma programação segura de todos os ciclos básicos de retificação, desbaste e medição assente em processos. Acima de tudo, o StuderWIN destaca-se graças às suas microfunções, com base nas quais as rotinas de retificação e desbaste podem ser livremente programadas, tendo em vista a otimização do processo de retificação. As opções de software disponíveis para o cálculo na tecnologia de retificação, desbaste otimizado e, ainda, retificação de formas, roscas e contornos permitem uma maior otimização das funcionalidades da máquina.

Melhoramentos notáveis

Os melhoramentos no software e no controlo continuaram ao longo dos últimos anos, o que beneficiou a S141. Como os sistemas de medição, deteção por contacto, carregamento e manuseamento estão associados ao controlador da FANUC, é possível o respetivo controlo diretamente a partir da interface do utilizador. Wolfgang Labus explica: "A FANUC oferece-nos a oportunidade de integração total da nossa tecnologia de medição e sensor para monitorização de processos, bem como dos sistemas de deteção por contato e de equilíbrio automático no controlador, o que viabiliza uma programação fácil e normalizada dos vários sistemas." O ecrã tátil de 15" do 31i-B da FANUC também torna a operação e programação da máquina intuitivas. Todos os elementos de controlo estão dispostos de forma prática, visível e ergonómica. Para uma configuração fácil direcionada para o processo de retificação, a Studer desenvolveu um dispositivo manual adequado ao processo totalmente compatível com o CNC da FANUC.

A S141 também se destaca graças à sua avançada tecnologia de acionamento, com motores lineares em todos os eixos. "Infelizmente, não pertencente à FANUC", como Wolfgang Labus realça. "Como é óbvio, o ideal seria que todos os componentes fossem provenientes da mesma empresa e fossem instalados no armário de distribuição por um grupo de fornecedores. No entanto, demonstra também que, em casos excecionais, a FANUC oferece compatibilidade com produtos de terceiros e disponibiliza os parâmetros técnicos relevantes para o funcionamento otimizado de todos os elementos de acionamento com o controlador."

Durante o desenvolvimento da S141, ainda não estava disponível um acionador linear compatível da FANUC. No entanto, o cenário poderá mudar a curto prazo, segundo Antoine Ferrari, técnico de vendas na FANUC, responsável pela Studer: "A série de motores lineares LiS D1 recentemente desenvolvida apresenta uma dimensão consideravelmente mais compacta e, consequentemente, uma maior densidade no desempenho. O novo modelo 4500 N, por exemplo, é 50 mm mais estreito do que o modelo anterior."

Parceria de colaboração

Graças à parceria estabelecida ao longo de vários anos, a Studer possui um nível elevado de conhecimentos técnicos internos da FANUC. No entanto, segundo Wolfgang Labus, quando se trata de novos avanços, como a S141, temos contado, desde o primeiro momento, com a colaboração dos técnicos especializados em controlos e sistemas de acionamento da filial suíça da FANUC, em Biel. De um modo geral, os sistemas de acionamento são especificados conjuntamente e o equipamento de controlo analisado. "O suporte que recebemos é verdadeiramente surpreendente", de acordo com o responsável pelo departamento de engenharia de produtos. "Recentemente chegámos a receber um controlador completo, por empréstimo, para testar as interfaces e outras especificações relativas ao CNC antes do fabrico do protótipo."

Deste modo, assegura-se a sintonia de todas as funções básicas, logo numa fase inicial. Geralmente, quando é iniciada a produção em série de uma nova máquina, é necessário proceder a adaptações (por exemplo, interfaces de processamento de dados do cliente). Wolfgang Labus acrescenta mais detalhadamente: "Cada vez mais clientes pretendem saber com o que podem contar relativamente às peças de trabalho em termos de disponibilidade e qualidade. Pretendem que os dados e resultados das medições da máquina sejam documentados, de modo a determinar se estão disponíveis interfaces para maquinação compatíveis. A tendência é para que este requisito ganhe gradualmente maior relevância no futuro."

A FANUC preparou-se para este cenário. Na geração de controlos Model B, está disponível quase uma dúzia de protocolos de interface, o que permite a comunicação do CNC com vários dispositivos periféricos. Além do protocolo Profibus de série, recentemente também ficou disponível o protocolo ProfiNET. Além disso, são suportados os protocolos FL-Net, EtherNet/IP, Fast Ethernet, MOD-Bus, entre outros.

PMC rápido compatível com instalações periféricas

Concebido especificamente para instalações periféricas, o novo CNC série 3xi Model B oferece diversas vantagens. O seu PMC de alta velocidade (PLC integrado) é três vezes mais rápido do que o modelo anterior. Além disso, a capacidade para memorização de programas disponível também aumentou o triplo. Nas tarefas de maquinação complexas, é extremamente útil que estejam disponíveis até cinco canais PMC no 31i-B, viabilizando a execução em simultâneo de programas PMC independentes com máxima velocidade.

A otimização do rendimento verificada deve-se ao seu rápido processador PMC e à rápida transferência de dados entre o CNC e o PMC, cujo aumento da velocidade foi proporcionado pela inovadora tecnologia de bus. Antoine Ferrari destaca o FANUC I/O-Link i, cuja capacidade é consideravelmente maior do que a do seu predecessor. Consegue transmitir o dobro de sinais por canal do PMC-I/O, pelo que é agora possível ligar 24 grupos, em vez de 16. Entre outros aspetos, a otimização teve um efeito positivo na função de segurança integrada, "Dual Check Safety": basta um único cabo I/O-Link i para transmitir os sinais em segurança.

Também surgiram novas oportunidades de diagnóstico associadas à utilização do I/O link i. Através da conhecida deteção de pontos de erro, o utilizador pode determinar se existem anomalias numa saída digital ou se a mesma está interrompida. No ecrã do CNC, é apresentada a origem do erro, o que permite reduzir drasticamente o intervalo de tempo de diagnóstico. No âmbito da manutenção preventiva, a "função de deteção de fugas" para monitorização dos níveis de resistência a fugas também suscita interesse. As avarias de motor iminentes podem assim ser detetadas numa fase inicial e resolvidas pelo pessoal da manutenção.

Eficácia energética consistente

Como símbolos de eficácia energética, as máquinas da Studer não só ostentam a etiqueta "Blue Competence" da VDMA (German Engineering Federation), como também uma etiqueta BluePlus própria, que representa seis medidas abrangentes na base da redução do consumo de energia das máquinas. Wolfgang Labus explica: "Os melhoramentos obtidos devem-se essencialmente ao nosso software otimizado e ainda às medidas de conceção no domínio dos sistemas de fornecimento de líquido de arrefecimento e de extração. A utilização de componentes elétricos com otimização energética – promovidos pela FANUC no domínio da tecnologia de controlo e de sistemas de acionamento – está associada ao conceito BluePlus."

No que respeita ao hardware, por exemplo, a FANUC conseguiu uma redução adicional de 10% na perda de energia dos sistemas de acionamento através da utilização de equipamentos eletrónicos topo de gama de elevado desempenho. Relativamente ao software, por exemplo, o utilizador pode selecionar o nível de poupança de energia pretendido através da função de seleção do nível de poupança de energia "Energy-Saving Level Selection Function". Consoante os requisitos de maquinação, o utilizador tem liberdade de escolha entre a utilização com máximo rendimento e a utilização com otimização de energia, o que, geralmente, resulta num processo de maquinação mais lento.

Os modelos S131 e S151 adicionais também serão lançados equipados com o CNC 31i-B da FANUC. No entanto, o novo CNC adicional da FANUC, o compacto CNC 0i-F, continua no horizonte de Wolfgang Labus: "Representa uma alternativa adicional para o segmento mais básico das diversas séries apenas com alguns eixos e que não requerem a capacidade multicanal."

Com o 0i-F, apresentado, pela primeira vez, na AMB 2014, o líder de mercado mundial de CNCs revelou o seu "Seamless Concept". Segundo este conceito, todos os controlos CNC da FANUC são concebidos de acordo com um padrão de normalização e incluem instruções de funcionamento em conformidade. Deste modo, a conceção, operações, manutenção e assistência de séries de máquinas com configuração modular são simplificadas.

Qualidade superior suíça na retificação

A Fritz Studer AG, sedeada em Steffisburg, na Suíça, com cerca de 800 funcionários, juntamente com as empresas alemãs Schaudt e Mikrosa, pertence ao grupo tecnológico de retificação circular do Grupo United Grinding. A Studer beneficia de mais de 100 anos de experiência no desenvolvimento e fabrico de máquinas de retificação circular de alta precisão. Com uma produção de aproximadamente 22.000 sistemas, a Studer surge como líder tecnológico e de mercado em retificação universal, externa, interna e não-circular. A gama de produtos abrange não só soluções para máquinas padrão, como também para sistemas sofisticados de retificação circular de alta precisão, adequadas à maquinação de peças de trabalho de pequena e média dimensão. A Studer oferece igualmente software, integração de sistemas e um vasto portefólio de serviços. Entre os seus clientes encontram-se empresas do setor da maquinação, automóvel, da engenharia de moldes e ferramentas, aeroespacial, da engenharia pneumática/hidráulica e eletrónica/elétrica, tecnológico aplicado à medicina, relojoeiro e de fabrico personalizado.

Produtos FANUC utilizados