O sistema de posicionamento excêntrico determina a posição e o ângulo da ferramenta

Oct 12, 2023

A Coventry Associates em Shrewsbury, Massachusetts, desenvolveu um sistema de três eixos para uma variedade de operações de usinagem. Chamado de Sistema de Posicionamento Excêntrico (EPS), o sistema totalmente elétrico elimina pneumáticos e hidráulicos, reduz o tempo de configuração e ciclo, usa menos energia e ocupa pouco espaço, disse Craig Gardner, presidente da Coventry Associates.

O EPS é um sistema mecatrônico que consiste em uma pilha de três mesas rotativas excêntricas. Ao controlar a rotação de cada mesa rotativa, a posição e o ângulo precisos de uma ferramenta são alcançados. A precisão de posicionamento e o desempenho adaptativo do sistema EPS são possibilitados pelo Siemens Sinumerik CNC, conforme visto neste vídeo.

O EPS foi incorporado a uma retificadora ID, onde demonstrou três vantagens distintas. Ele pode dressar ou retificar qualquer forma sem o uso de rolos de diamante ou acessórios de dressagem especiais. Em segundo lugar, ele pode moer controlando de forma adaptativa a força de moagem normal, em vez da taxa de avanço, o que melhora drasticamente as taxas de remoção de material. Em terceiro lugar, compensa em tempo real as deflexões que resultam no diâmetro da peça e/ou na variação do cone, melhorando a qualidade e o rendimento.

Gardner disse que o EPS "tem aplicações potenciais em todas as operações de retificação e torneamento para a indústria de máquinas-ferramenta". Ele acrescentou que o EPS será adequado para qualquer operação de usinagem que exija uma combinação de alta precisão de posicionamento e força controlada.

O produto de lançamento da Coventry, EPS SingleTool, é projetado para operações de retificação de diâmetro interno de rolamentos, usando um cabeçote de rebolo único. Uma cabeça de trabalho de sapata ou mandril pode ser usada, com um único ponto ou dressador rotativo para moldar qualquer contorno. O consumo de energia é de 10kW no máximo. e o peso é de 630 kg, com dimensões externas de 305 mm x 660 mm x 560 mm.

A Coventry validou o desempenho de posicionamento do EPS SingleTool usando um interferômetro a laser para medir sua resolução, precisão, repetibilidade e capacidade de retidão.

Devido à cinemática exclusiva do EPS, todos os movimentos são movimentos interpolados de três eixos. Os resultados dessas medições são mostrados na Tabela 1. Essas medições mostram a capacidade de posicionamento de última geração com uma repetibilidade de 52 nanômetros.

O sistema também possui alta rigidez estática e dinâmica, bem como a capacidade de retificar com grandes forças e fazer movimentos rápidos para minimizar o tempo necessário para fazer movimentos sem retificação.

A figura abaixo (figura 4) mostra o desvio X ou "retidão" alcançado durante 3 movimentos de ida e volta (total de 6 passes) do eixo Z. Esses dados mostram que a diferença entre os valores máximo e mínimo para todas as 6 passagens foi inferior a um mícron em 200 mm de curso.

A Coventry trabalhou em estreita colaboração com os escritórios da Fraunhofer USA em Boston, Massachusetts, além de dois parceiros importantes, Saint Gobain Abrasives e Siemens Industry, Inc., para desenvolver o aplicativo de retificação SingleTool ID inicial.

Como explicou Gardner, "Nossa estratégia de negócios é trazer o EPS ao mercado como uma solução de hardware e software, seja como uma máquina completa para usuários finais ou como uma plataforma para fabricantes de máquinas. Nossa solução apresenta operação totalmente elétrica, sem uso de sistemas pneumáticos ou hidráulica. Normalmente vemos uma resolução inferior a 0,12 mícrons com repetibilidade de 0,05 mícrons, além de precisão linear de 0,12 mícrons com rigidez estática e dinâmica consistente para uma força de moagem máxima de 3,34 kN. Movimento rápido, incluindo aceleração e desaceleração, está acompanhando um movimento de 203 mm em 1,16 segundos."

Dispositivo de fixação que se fixa a uma fresa, torno ou fuso de furadeira. Ele segura uma ferramenta ou peça de trabalho por uma extremidade, permitindo que ela seja girada. Também pode ser encaixado na mesa da máquina para segurar uma peça de trabalho. Duas ou mais mandíbulas ajustáveis ​​realmente seguram a ferramenta ou peça. Pode ser acionado manualmente, pneumaticamente, hidraulicamente ou eletricamente. Veja coleira.

Controlador baseado em microprocessador dedicado a uma máquina-ferramenta que permite a criação ou modificação de peças. O controle numérico programado ativa os servos e acionamentos do fuso da máquina e controla as várias operações de usinagem. Consulte DNC, controle numérico direto; NF, controle numérico.