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Jul 21, 2023

A digitalização de máquinas-ferramenta beneficia construtores e usuários de CNC

Máquinas virtuais inteligentes oferecem menor custo de programação, engenharia de máquina avançada, maior qualidade de peças acabadas e maior utilização da máquina. As máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) desempenham um papel vital

Máquinas virtuais inteligentes oferecem menor custo de programação, engenharia de máquina avançada, maior qualidade de peças acabadas e maior utilização da máquina.

As máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) desempenham um papel vital em uma variedade de aplicações de fabricação. As máquinas CNC transformam materiais como metal, compósitos e plástico, moldando-os em peças acabadas. À medida que as máquinas CNC continuam a evoluir, elas exigem componentes mais complicados, maior velocidade operacional e soluções de software mais sofisticadas.

O caminho para a digitalização não consiste necessariamente em seguir uma sequência de eventos ou etapas. Apenas começar é o passo mais importante. O conjunto de controle e monitoramento adaptativo SINUMERIK (ACM) da Siemens pode orientar os fabricantes de máquinas e os usuários finais ao longo da jornada de transformação digital. As soluções abrangem hardware e software instalados diretamente nas máquinas para melhorar o desempenho, máquinas virtuais inteligentes baseadas em PC e até soluções baseadas em servidor para gerenciamento do chão de fábrica. O foco do ACM (que pode ser instalado diretamente no CNC) está na digitalização com o objetivo de acelerar a fabricação para aumentar a produtividade. A sequência de controle do ACM é mostrada na Figura 1. “Quando o ACM está funcionando no modo adaptativo, ele mede a carga da ferramenta e carga do fuso, e com base nessa carga dinâmica, o software ajusta o override da taxa de avanço em tempo real”, disse Gus Gremillion, consultor de soluções da Siemens. “Se a ferramenta estiver com carga insuficiente, o ACM detecta a carga mais baixa na ferramenta e aumenta o override de avanço. O resultado é a redução do tempo de ciclo. Além disso, o ACM pode proteger a ferramenta evitando a sobrecarga da ferramenta.”

Os gêmeos digitais são versões digitais de objetos ou locais físicos. Pessoas em vários setores industriais estão usando gêmeos digitais para obter mais informações sobre o desempenho de suas máquinas e processos CNC. Uma tendência CNC a ser observada envolve o uso de gêmeos digitais durante o processo de configuração para evitar surpresas de produção. “Lidamos com o gêmeo digital das máquinas-ferramentas para que [os usuários] possam validar seus programas de peças, treinar seus operadores em um ambiente off-line e estimar o tempo de ciclo sem precisar estar na máquina real”, disse Gremillion. Cada máquina tem seu próprio gêmeo digital. “Buscamos maneiras de melhorar o desempenho de máquinas CNC inteligentes em tempo real”, disse Gremillion. “O ambiente de gêmeo digital é onde os usuários podem verificar seus programas de peças para determinar o tempo de ciclo, otimização do caminho da ferramenta, evitar colisões e treinamento/conhecimento do operador sobre como operar a peça e usar a máquina-ferramenta.”

A Indústria 4.0 e a digitalização têm sido grandes temas nos últimos anos. “Acho que estamos vendo um ressurgimento, especialmente com algumas das novas capacidades que surgiram nos últimos anos”, disse Gremillion. “É importante que os usuários tenham um caso de uso claramente definido. Muitas vezes, quando as pessoas iniciam a sua jornada de digitalização, o processo de pensamento é: 'Vamos obter os dados e depois podemos começar a trabalhar com eles'. Se você tiver cientistas de dados dedicados que tenham tempo e recursos para analisar esses dados e encontrar essas tendências, isso certamente poderá funcionar.”No entanto, a maioria das empresas de manufatura não possui esse tipo de recursos. “É sempre bom estabelecer metas claras, como reduzir os tempos de ciclo em 5%, e depois selecionar quais soluções podem ajudar a atingir essas metas, implantá-las, avaliá-las e seguir em frente”, disse Gremillion. “Identificar casos de uso é importante em qualquer solução de digitalização.”Este é o primeiro artigo da Série Digitalização de Máquinas-Ferramenta patrocinada pela Siemens. Os outros artigos da série incluem: Edge Computing permite digitalização inteligente de máquinas CNC.

Jack Smith é editor colaborador sênior da Automation.com e da revista InTech da ISA. Ele passou mais de 20 anos trabalhando na indústria – da geração de energia elétrica à instrumentação e controle, à automação e das comunicações eletrônicas aos computadores – e é jornalista comercial há mais de 25 anos.

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