Processamento de superfícies com KR QUANTEC e KUKA.CNC

Com o software KUKA.CNC a SEMATEK GmbH trilha por novos caminhos no processamento de superfícies.

Desde 2007, a SEMATEK GmbH em Seeg, na região do Allgäu, desenvolve soluções completas inovadoras na construção de máquinas para empresas producentes modernas, que necessitam de processos de produção para novos produtos e que também desejam aprimorar e otimizar processos já existentes. O foco desta empresa sempre esteve voltado à redução de custos e no aumento do desempenho da produção.

Automação do alisamento da superfície

O alisamento ou o acabamento de ferramentas moldadas fresadas como, por exemplo, ferramentas de moldagem para componentes de carrocerias, moldes de inserção para componentes de material composto ou moldes para moldagem por injeção para componentes plásticos, atualmente ainda são realizados em grande parte de modo manual. Também em outras empresas altamente automatizadas, em parte, são usados até 20 dias-homem para o polimento de grandes superfícies de forma livre. No desenvolvimento de uma nova tecnologia para o processamento de superfícies, a prioridade agora estava na estruturação do processo da forma mais flexível, precisa, confiável e econômica possível.

A meta era transformar as superfícies metálicas em superfícies funcionais de alta qualidade através de um processo automatizado. Isto tornou-se possível através da aplicação "Machine Hammer Peening", um processo de batimento, no qual a superfície da peça é alisada. Para usinar superfícies complexas de peças de modo automatizado com este processo, a SEMATEK opta por um robô KUKA e pelo software KUKA.CNC.

KUKA KR QUANTEC conduzido pelo KUKA.CNC

No flange do robô KUKA da série KR QUANTEC encontra-se para esta finalidade uma ferramenta de acionamento pneumático com cabeça de martelo de oscilação linear (FORGEfix da 3S-Engineering GmbH) para o processamento mecânico da superfície. Após a medição da peça pelo robô, a cabeça de martelo é conduzida pelo robô com a ajuda do software KUKA.CNC através da superfície na chamada trajetória da cabeça. Para isso, as pontas de fresa são pressionadas para baixo nas partes baixas das estrias de fresagem. O diâmetro de esfera, a velocidade de avanço, a distância da trajetória, o ângulo de avanço e o ângulo de ataque entre o curso e a superfície devem ser escolhidos ou ajustados em função do processo.

A empresa SEMATEK usa um sistema de medição 5D da LEONI GmbH para a medição do cabeçote de processamento. Além da medição do Tool Center Point (TCP), com este procedimento é assegurado, sobretudo, que a orientação da ferramenta seja medida o mais exato possível. A orientação da ferramenta é um fator importante, sobretudo, para o processamento de programas CNC de 5 eixos, para obter a maior precisão de processo possível.

Programação completa do robô em G-Code

O KUKA KR 240 R2900 convence pelo seu alcance e flexibilidade. Em componentes que requerem uma estratégia de processamento de 5 eixos, o uso do robô representa uma considerável vantagem de custos. Para facilitar a configuração e a programação do robô, a KUKA implementou em sua unidade de comando um núcleo CNC completo e desenvolveu o software KUKA.CNC.

Com esse software, é possível programar o movimento do robô completamente em DIN 66025 ou em código G. Assim os programas podem ser criados através de uma cadeia CAD/CAM e são aplicáveis sem necessidade de conversão em um programa de robô especial (tradução em linguagem de robô) na unidade de comando KUKA.

O robô KUKA processa as superfícies com uma cabeça de martelo de oscilação linear como ferramenta.
Isto tem como vantagem adicional que as funções do mundo CNC como, por exemplo, correções de raios de ferramenta e ferramentas gêmeas podem ser usadas sem problemas. A SEMATEK complementa a cadeia de processos através de um módulo de simulação que, além disso, garante o alcance e a isenção de colisão do sistema geral. Assim, o robô pode ser usado como máquina CNC integral e se beneficia da alta performance de trajetória ainda aumentada e, por consequência, do processamento uniforme ao longo de toda a peça.

Qualidade máxima em tempo mínimo

O batimento não apenas alisa as superfícies fresadas, ele também compacta a superfície e otimiza as distribuições de tensões internas. A superfície fica homogênea e reprodutível. O processo de batimento permite uma profundidade de rugosidade de Ra menor que 0,1 µm, que não seria possível apenas com a fresagem. Através da compactação, dependendo do material a ser processado, é possível obter um aumento de até 30 por cento da dureza da superfície. Por vezes os pós-processamentos da superfície podem ser totalmente suprimidos. Mas, o que é mais importante é que o processo de batimento automatizado economiza as atividades manuais de lixamento e polimento.

O tempo para o acabamento – e assim o processo geral da fabricação – é reduzido consideravelmente, não por último, também por causa dos menores requisitos aos processos de alisamento final. Com o robô KUKA também é possível processar superfícies complexas de forma livre. Isso muitas vezes permite o processamento no componente completo, e elimina a operação de nova fixação com dispêndio de custo e de tempo. Através do planejamento da trajetória extremamente precisa o robô, além disso, pode ser operado com altas velocidades e pouca sobreposição. Isto proporciona um máximo em resultados em tempo mínimo.

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