Como Evitar Colisões de Máquina no Processo de Usinagem?

A colisão de máquina sempre foi um desafio inevitável na usinagem de protótipos e peças. Erros do operador, como deixar de fazer a preparação (setting) da ferramenta, podem provocar colisões. O resultado são ferramentas quebradas, peças refugadas e a necessidade de recomprar e reprocessar material.

Além disso, sem apalpador automático de ferramenta, o setting manual com erro na entrada do valor de Z também pode causar colisão. Neste artigo, compartilhamos nossa experiência consolidada para ajudar você a evitar esse problema.

Três Causas Principais das Colisões de Máquina

Antes de entender como evitar danos à peça causados por colisão de máquina, é fundamental conhecer os principais motivos por trás delas.

Problemas de Percurso de Ferramenta Gerados pelo Programador

O software de programação CNC MasterCam trabalha com elementos de superfícies e linhas para gerar a usinagem. Se as superfícies auxiliares não estiverem totalmente fechadas e apresentarem falhas, existe risco de colisão. Esses riscos, porém, podem ser identificados na verificação por simulação de usinagem no computador, que checa sobrecortes na peça e permite eliminar o risco.

Problemas de Operação do Operador CNC

Há normalmente três problemas de preparação que provocam a colisão.

• Chamar o Programa Errado para a Usinagem: As operações da máquina CNC são controladas por instruções de programa. Ao chamar um programa para usinar, o operador precisa conferir se o nome do programa, as ferramentas e os comprimentos de fixação correspondem à folha de processo.
• Chamar a Coordenada Errada: Às vezes, várias peças são usinadas simultaneamente em uma mesma máquina CNC, com múltiplas coordenadas, como G54 e G56. Portanto, chamar a coordenada errada também pode levar à colisão.
• Falta de Preset de Ferramenta ou Entrada Incorreta do Valor de Z: Depois que o programa inicia, o movimento da ferramenta precisa corresponder à posição real da ponta da ferramenta em relação ao valor de Z exibido na tela da máquina. Se houver divergência significativa entre eles, a usinagem deve ser interrompida imediatamente para reconferir o programa e os dados de preset em busca de erros.

Falhas Mecânicas ou Desgaste do Porta-Ferramenta

Embora a probabilidade disso ocorrer seja baixa com manutenção e cuidado regulares de equipamentos e ferramentas, ainda assim pode causar queda de ferramenta e colisões durante a usinagem.

Como Evitar Colisões de Máquina com Métodos de Corte de Teste?

Compreendidas as principais causas da colisão, é preciso adotar medidas preventivas eficazes. Nesta seção, vamos focar em como aplicar métodos de corte de teste para evitar colisões quando o preset de ferramenta é esquecido ou quando ocorrem erros na entrada do valor de Z.

Método de Corte de Teste para Peças com Moldura

Quando a peça possui moldura, normalmente utiliza-se a linha de contorno para o corte de teste. Como mostra a figura, a linha amarela representa o contorno, e basta cortar uma distância curta em teste.

No corte de teste, a altura do valor de Z deve ser igual à altura da borda. Com um percurso reto de 200mm e avanço de 3000F/MIN, o tempo de usinagem de teste é de 4 segundos, mais cerca de 2 segundos para descer e subir a ferramenta, totalizando aproximadamente 6 segundos.

O acima é um método simples, que usa o mesmo ponto para o corte de teste de cada ferramenta. Portanto, serve apenas para verificar se o preset ficou profundo demais, evitando sobrecorte ou colisão.

Corte de Teste em Diferentes Áreas de Usinagem

Na maioria dos casos, exceto para as ferramentas de faceamento, cada ferramenta de usinagem deve realizar o corte de teste em uma área diferente. No corte de teste, a profundidade de usinagem pode ser ajustada para o plano da moldura -0,02MM. Se o preset estiver correto, uma marca leve de usinagem ficará visível após o teste; se estiver profundo demais, a marca será mais acentuada; se estiver alto demais, nenhuma marca aparecerá.

Como esse método depende de avaliação visual, estima-se uma margem de erro de 0,05-0,1MM. Diferentemente do corte de teste no mesmo ponto para todas as ferramentas, este método verifica se o preset ficou alto demais.

Conforme a numeração indicada na figura acima, o número de cortes de teste pode ser ajustado de acordo com a quantidade de ferramentas de usinagem. Cada corte de teste, porém, exige uma avaliação manual, levando cerca de 2 minutos por teste, o que o torna inadequado para produção em série.

Faceamento em Peças com Moldura

Em peças com bordas que exigem faceamento, a primeira ferramenta de faceamento não precisa de corte de teste, pois seu ponto de partida fica fora da peça.

Corte de Teste para Peças sem Moldura

Em peças sem moldura, como aquelas que exigem reusinagem após o processamento em 3 eixos da frente e do verso, o corte de teste é feito na referência de posicionamento ou no bloco de fixação, para evitar a colisão.

Conclusão

Os métodos acima são adequados para etapas de produção piloto, peças de protótipo em pequenas quantidades ou peças com tempo de usinagem longo. Em peças que demandam muito tempo de usinagem, um único erro de preset pode gerar colisão e refugo, causando grande prejuízo e impactando os prazos de entrega.

Portanto, como fabricante profissional de usinagem CNC, o tempo dedicado à usinagem de teste deve ficar dentro do intervalo previsto. Durante a produção, precisamos evitar colisões que levem ao retrabalho das peças. Assim, o cronograma produtivo se mantém eficaz e o prazo de entrega, ágil.

Converter riscos previsíveis, porém incontroláveis, em riscos previsíveis e controláveis é a estratégia central da Sendot Technology para lidar com os riscos de usinagem.