Ferramentas de corte para usinagem são preparadas para a Indústria 4.0
Pesquisadores do Centro de Manufatura Avançada (AMRC), da Universidade de Sheffield, no Reino Unido, anunciaram o desenvolvimento de uma pastilha de baixo custo, na qual estão embutidos sensores inteligentes para possibilitar o monitoramento do processo de usinagem, com vista a reduzir as paradas de máquinas e melhorar a produtividade.
O dispositivo, ainda em fase de protótipo, permite ao operador da máquina-ferramenta a determinar a condição da ferramenta de corte, sem a necessidade de inspeção manual. O dispositivo é também o primeiro sistema plug and play do segmento que não exige processo de aprendizado para instalação.
“Atualmente, a tarefa de monitorar o desgaste das arestas das ferramentas de corte é realizada por um operador que inspeciona a ferramenta de corte, usando um laser ou sistema apalpador, causando assim paradas das máquinas-ferramenta o que resulta em produtividade pobre e altos custos potenciais”, afirma Hatim Laalej, líder técnico do Grupo de Usinagem para Sistemas de Controle, Sensores e Aquisição de Dados, que trabalha no desenvolvimento do dispositivo. “São preocupações reais para as manufatureiras, pois os custos das paradas de produção podem ser altos.”
Laalej acrescenta ainda que as inspeções manuais também variam de acordo com a habilidade e a experiência do operador que monitora o desgaste da ferramenta. A ferramenta, quando não é trocada no tempo correto, pode causar estragos na peça usinada, redundando em aumento de custos devido aos descartes e retrabalhos. Da mesma forma, se as ferramentas são trocadas antes do fim de sua vida útil pode haver o aumento dos custos com os consumíveis.
Laalej explica que o custo do sistema é relativamente baixo, pois envolve o uso de eletrônicos de baixo custo. O dispositivo, diz o pesquisador, está sendo desenvolvido para ser acessível para empresas de pequeno e médios portes, que procuram formas para melhorar a eficiência, performance e qualidade de suas operações, o que é vital para melhorar a produtividade de grande parte da economia do Reino Unido.
O monitoramento do desgaste da ferramenta de corte durante o processo de usinagem é essencial para atingir a acuracidade e o acabamento superficial desejado da peça usinada. A pastilha carrega sensores que produzem dados sobre a condição atual da ferramenta de corte. Esses dados são convertidos e enviados por conexão sem fio para o painel de controle da máquina ou para o dispositivo de controle do operador, para que ele decida sobre a condição da ferramenta de corte, com a máquina em operação.
“O sensor monitora a resistência gerada dentro do sensor embutido na ferramenta, então se sua resistência aumenta, isso significa desgaste da ferramenta, lascamento ou quebra”, afirma o pesquisador. “Isso significa que os erros podem ser gravados e os operadores podem partir para a manutenção preventiva, planejando a liberação do precioso tempo no chão de fábrica, quando os operadores poderiam utilizar capacidade extra, aumentando a produtividade.”
O grupo de pesquisa instalou – com sucesso – o protótipo em sua máquina de torneamento de cinco eixos DMG Mori NT5400 DCG, para fazer operações de teste de usinagem e validar a capacidade do protótipo.
As operações de usinagem foram simuladas antes de testar o protótipo na máquina. Foram usadas pastilhas de diamante policristalino e de nitreto cúbico de boro com sensores embutidos para usinar barras de titânio Ti-6AI-4V e Inconel 718, respectivamente.
O objetivo dos pesquisadores é eliminar totalmente o desgaste da ferramenta, tempo de máquina parada e quebra de ferramenta. “O desenvolvimento da tecnologia prevê ampliar o processo para vários processos de fresamento, assim como de torneamento, e adaptar o sistema para enviar diagnósticos e dados para dispositivos portáteis, como um laptop, para que um operador possa trabalhar de maneira remota. (texto: Franco Tanio/foto: divulgação)
Fonte: Ipesi.
