26 September 2011
No início de 2010, a fábrica de máquinas Haver & Boecker, especialista de renome internacional no enchimento e processamento de produtos a granel de todos os tipos, introduziu um novo centro de usinagem de coluna móvel AXA. A solução de software Missler TopSolid'Cam programa a máquina "faminta", que opera em três turnos, com os programas NC necessários. Em seis meses, os programadores CAM processaram mais de 500 programas para a AXA.
A Haver & Boecker foi fundada em 1887 como uma empresa de tecelagem de fios e, em 1925, começou a desenvolver máquinas de embalagem e máquinas de peneiramento para o setor de matérias-primas. Atualmente, o grupo de empresas é um dos principais fornecedores mundiais de máquinas de embalagem para sacos com válvula ou sacos abertos, bem como máquinas FormFillSeal, nas quais são embalados cimento, materiais de construção e minerais, materiais químicos básicos e farmacêuticos, bem como produtos para a indústria alimentícia. A HAVER-ROTO-PACKER™, que entrou em operação em 1960, com a qual é possível encher até 6.000 sacos de cimento por hora, tornou-se uma marca registrada da empresa. No entanto, a Haver & Boecker não apenas fornece máquinas individuais, mas, como empreiteira geral, também desenvolve instalações completas para preparação, embalagem e armazenamento de matérias-primas.
Atualmente, cerca de 2.300 funcionários em todo o mundo trabalham para o grupo de empresas, que tem sede em Oelde e também é representado por fábricas na Grã-Bretanha, Bélgica, EUA, Canadá, Brasil, China e Índia. Por meio de um sistema central de gerenciamento de documentos técnicos, os funcionários das subsidiárias internacionais acessam os documentos a partir do projeto principal em Oelde. Há dois anos, a Haver & Boecker começou a desenvolver um conceito de plataforma modular, a fim de poder implementar variantes específicas do cliente ou do país com menos gastos.
O desenvolvimento de máquinas e instalações adaptadas de forma otimizada aos requisitos do cliente ou do produto a ser envasado é um dos pontos fortes da empresa e, ao mesmo tempo, um de seus maiores desafios, como explica o gerente de produção Andreas Bauer: As larguras de banda dos materiais de enchimento que processamos e as diferenças em termos de comportamento de fluxo são enormes. Nem mesmo o cimento é sempre o mesmo. Temos que analisar os produtos de perto, macroscópica e microscopicamente, para podermos oferecer ao cliente a tecnologia de enchimento ideal para seus processos". A Haver & Boecker trabalha em estreita colaboração com os fabricantes de sacos para desenvolver soluções inovadoras, como, por exemplo, o envase de cimento em sacos plásticos, que podem ser armazenados em áreas externas.
PROCESSAMENTO COMPLETO NA OPERAÇÃO DO PÊNDULO
A Haver & Boecker tem uma gama relativamente alta de fabricação. Bauer estima que a participação da produção interna com uma máquina complexa esteja entre 50 e 60%, embora o corte a laser das chapas seja totalmente terceirizado, e muitos componentes para a tecnologia elétrica, pneumática e de automação também sejam comprados. Quase todos os processos, desde fresagem e perfuração até torneamento e retificação, são usados na usinagem, sendo a usinagem de fresagem e torneamento a mais comum. Além do novo centro de usinagem de coluna móvel AXA, o parque de máquinas em Oelde tem vários centros de fresagem ou centros de torneamento da Gildemeister e da Index, que normalmente operam em três turnos. Para utilizá-los em sua capacidade ideal, a Haver & Boecker prepara eixos de transmissão e outros componentes para empresas da região como um pedido de comissão, que também inclui a preparação técnica em CAD das peças a serem fabricadas e a programação CAM.
A compra do centro de usinagem AXA para usinagem de longbed e pêndulo foi um investimento de substituição de uma máquina vertical de 19 anos, que, de fato, já permitia a operação com pêndulo, mas não era mais o estado da arte em termos de possibilidades de usinagem. Para a produção de eixos, a divisória sempre tinha de ser desmontada, o que limitava o pêndulo e causava tempos de parada. A AXA foi recomendada como alternativa devido ao seu conceito de usinagem modular e à disposição do fabricante em adaptá-la aos requisitos da Haver & Boecker, como os sistemas de fixação de ponto zero e as peças a serem usinadas.
O novo centro de usinagem foi dimensionado de forma que os eixos, que têm até quatro metros de comprimento, possam ser usinados verticalmente e na parte frontal com o cabeçote giratório NC à esquerda, e peças complexas em série possam ser fresadas e torneadas em operação pendular na mesa giratória com acionamento por torque na área de usinagem à direita. O armazém oferece espaço para 150 fresas SK50 e 36 ferramentas de torneamento, e também pode ser desconectado e reequipado paralelamente ao tempo de funcionamento. "Para nós, tudo foi projetado para minimizar os tempos de preparação", diz Frank Hegemann, diretor de pré-produção. Com a nova AXA, podemos usinar completamente peças complexas em operação pendular, o que reduz o tempo de processamento e melhora a qualidade.
BOM SUPORTE PARA USINAGEM DE TORNEAMENTO
A minimização dos tempos de configuração desempenha um papel importante na produção, uma vez que muitos componentes diferentes em lotes pequenos devem ser usinados. Programas NC confiáveis são um pré-requisito para isso. Portanto, a empresa precisava de um sistema CAM que permitisse simular no computador a usinagem na área de usinagem, com a situação de fixação e as ferramentas utilizadas: Muitas vezes temos que reequipar as máquinas em uma chapa cinco ou seis vezes. Assim, perdemos muito tempo se houver erros de programação", explica Bauer. Para chegar à máquina o mais rápido possível, queríamos representar exatamente todos os contornos e nosso sistema de fixação de ponto zero no sistema CAM".
Esses requisitos não podiam ser atendidos com o antigo sistema de programação 2D, razão pela qual foi tomada a decisão, há três anos, de mudar para um sistema CAM com capacidade 3D. O fator decisivo para a escolha do software TopSolid'Cam foi o fato de ele suportar a programação de usinagem de fresamento e torneamento. A maioria dos sistemas elegíveis falhou nesse ponto, como afirmou o programador CAM Wolfgang Frenz. Fornecemos uma parte da amostra para a Moldtech, um revendedor do TopSolid na Alemanha, e ficamos bastante impressionados com a rapidez com que ele resolveu o problema com o TopSolid. A importação dos dados do Solid Edge no formato STEP também foi excelente".
As sólidas funções de CAD do TopSolid'Cam foram outro ponto forte do software. Ter as funcionalidades de CAD no software CAM escolhido foi importante para a Haver & Boecker, pois seus clientes na fabricação por contrato geralmente não fornecem dados 3D. Para poder programar a usinagem NC, os funcionários da preparação do trabalho precisam primeiro modelar em 3D os componentes a serem usinados. As peças subcontratadas, como os eixos de acionamento, que geralmente aparecem de forma semelhante, foram parametrizadas de forma consistente, de modo que podem ser alteradas com a entrada de pequenas medidas. Se eu alterar o diagrama ou o modelo, o programa NC relevante se adapta automaticamente devido à associatividade". Frenz explica as vantagens do procedimento, que a Haver & Boecker também usa para famílias internas de peças, a fim de acelerar a preparação dos programas NC.
Atualmente, o TopSolid'Cam está sendo executado em três locais de trabalho da Haver & Boecker. O parceiro de vendas Moldtech instalou o software, programou os pós-processadores e deu suporte aos usuários na conexão do parque de máquinas. Os quatro programadores CAM da empresa tiveram uma semana de treinamento sobre o uso do novo sistema CAM na casa de sistemas em Salzkotten e, em caso de dúvidas e problemas, sempre podem contar com o suporte dos funcionários da linha direta da Moldtech, que podem acessar seus computadores via Netviewer, se necessário, para demonstrar a solução do problema. Frenz elogia o suporte on-line, que funciona muito bem.
Após alguns dias de treinamento, os programadores CAM estavam em condições de produzir os primeiros programas NC executáveis. "O que se aprende gradualmente no início, é claro, é desenvolver uma operação uniforme. Todos nós tentamos programar da mesma maneira, para que os colegas possam alterar facilmente nossos programas", diz Wolfgang Frenz, que não acha que a mudança para o TopSolid'Cam tenha sido difícil: "Pelo contrário. Ao usinar peças complexas, nunca sabíamos em 2D exatamente onde estávamos posicionados na área, e também não tínhamos controle sobre a remoção de cavacos. O rastreamento da peça bruta é muito mais fácil do que antes, pois é padrão para todas as máquinas e fixações.
PROGRAMAÇÃO NA MÁQUINA VIRTUAL
Em contraste com outros sistemas CAM, o usuário gera seus programas NC com o TopSolid'Cam em um ambiente de máquina virtual. Como os modelos 3D não estavam disponíveis para todas as máquinas existentes, os programadores CAM tiveram que reuni-los parcialmente na oficina. Em seguida, a Moldtech modelou as máquinas em 3D e também exibiu a cinemática nos modelos. A conexão do novo centro de usinagem foi mais simples, pois a AXA e a Moldtech trabalharam bem juntas desde o início. O fabricante da máquina preparou o modelo 3D para que a Moldtech pudesse exibir a cinemática de forma ideal. Mesmo antes da entrega da máquina, o revendedor alemão forneceu um pós-processador de base para que a AXA pudesse verificar se as operações de torneamento e fresamento estavam sendo renderizadas corretamente no código da máquina.
O pós-processador precisa, então, ser adaptado às condições específicas da máquina, principalmente no que diz respeito à limitação da usinagem em 5 eixos na área de trabalho correta. Devido à parede pendular, o cabeçote só pode oscilar completamente em uma direção, de modo que a usinagem no lado oposto deve ser controlada girando a mesa giratória", explica Hegeman, que está muito satisfeito com o suporte do parceiro: "Nunca antes colocamos uma máquina em operação tão rapidamente. Conseguimos iniciar a produção quatro semanas após a entrega".
Para poder programar a usinagem NC com mais rapidez e simular de forma confiável, a Haver & Boecker exibiu não apenas as máquinas, mas também o sistema de fixação e as ferramentas uma a uma no sistema CAM. Os tornos de bancada são totalmente parametrizados com referência ao sistema de fixação de ponto zero, para que seja possível representar todas as situações de fixação inserindo apenas alguns parâmetros. Para cada máquina, Wolfgang Frenz definiu de 10 a 15 modelos com fixações padrão: "Quando eu fixo a peça de trabalho na máquina, o sistema me pergunta qual modelo eu quero usar e onde a peça de trabalho deve ser fixada. O fornecimento de tudo isso levou algum tempo, mas agora economizamos uma enorme quantidade de tempo na programação. O usuário também pode programar sua usinagem com o TopSolid'Cam sem fixação, por exemplo, quando a representação da situação de fixação seria um esforço desnecessário.
A Haver & Boecker usa intensivamente o sistema de gerenciamento de ferramentas TopSolid'Tool, que, por sua vez, contém de 1.500 a 2.000 ferramentas construídas parametricamente. Os programadores CAM não apenas incorporam as ferramentas ao banco de dados, mas também fazem downloads e extensões. As ferramentas completas são compiladas a partir dos componentes individuais, da forma como são necessárias para a respectiva usinagem. Devido às funções de filtro correspondentes, durante a programação NC, são exibidas apenas as ferramentas que podem ser usadas na respectiva máquina, desde que ainda não estejam em um andaime padrão. Os dados de corte específicos do material são fornecidos no TopSolid'Tool para as diferentes estratégias de usinagem. Se o operador da máquina fizer algum ajuste durante a usinagem, ele informa aos programadores CAM, que atualizam imediatamente o programa NC. Isso garante que, em uma nova chamada de programa, por exemplo, após uma modificação de projeto, os dados de corte atuais sejam sempre usados.
MELHORIA DA CONFIABILIDADE DO PROCESSO
Devido à exibição contínua de máquinas, sistemas de fixação e ferramentas no TopSolid'Cam, os tempos de programação na Haver & Boecker foram consideravelmente reduzidos. Dependendo da complexidade da peça de trabalho, certamente estamos 50% mais rápidos", diz Frenz. É igualmente importante que a confiabilidade do processo tenha melhorado consideravelmente devido à possibilidade de visualizar e simular a usinagem no computador. Portanto, a introdução de novos programas NC é mais rápida. Durante a usinagem, os operadores da máquina podem alterar a velocidade ou a taxa de avanço de tempos em tempos, mas os caminhos calculados da ferramenta estão corretos. Usando a planilha de ajuste, eles detectam se uma peça de trabalho está sendo executada na máquina pela primeira vez e se os status de alteração do programa NC e do diagrama correspondem.
Bauer acredita que é possível economizar mais tempo no processo, se os componentes atuais e novos puderem ser mais unificados em termos de construção, de modo que possam ser usinados com menos ferramentas especiais. No entanto, Bauer ainda vê potencial para melhorar a produção: "Estabelecemos uma tecnologia eficiente de 5 eixos, um sistema CAM ideal e um bom banco de dados na empresa. Agora, a tarefa é melhorar ainda mais o ambiente da máquina e os processos de logística. Um primeiro passo nessa direção foi a criação de uma nova área de preparação, na qual ferramentas, equipamentos de medição e dispositivos são preparados de forma centralizada para a próxima tarefa. O objetivo é ter um "buffer de visualização" de tarefas em cada máquina, de modo que elas possam ser rapidamente reequipadas com os menores tempos de espera e de preparação possíveis".
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