No entanto, as máquinas-ferramentas são até 50 vezes mais rígidas que os braços robóticos. Essa falta de rigidez nos robôs torna difícil produzir o desempenho desejado. Minimizar a vibração é uma preocupação frequente e não deve ser negligenciada para garantir os resultados corretos na primeira vez.
Neste artigo, exploramos algumas práticas recomendadas para reduzir a trepidação com foco no fuso e nas ferramentas.
A importância crucial do fuso
Muitos integradores de robótica escolherão primeiro o robô e deixarão a escolha do fuso para depois. “Deveria ser o contrário”, diz Kenny Wilson, engenheiro de projetos de Precision Drive Systems com mais de 25 anos de experiência.
Um fuso com um conjunto padrão de rolamentos pode não oferecer longevidade em uma aplicação de fresamento devido às cargas radiais às quais o fuso está sujeito.
Wilson continua explicando: “Escolher um fuso padrão para fresamento pode ser enganador porque, nos testes iniciais, o sistema pode dar conta do recado. Mas então, nas instalações do cliente, quando colocadas no ambiente de produção, dentro de seis meses ou mais, as peças começam a sair da tolerância e o fuso pode falhar rapidamente.
“O cliente está insatisfeito e o integrador parece mal. Eles nos enviam o fuso para reparo e querem saber por que isso está acontecendo.”
Se o material for duro e as taxas de avanço forem suficientemente altas, o fuso padrão não será capaz de suportar as cargas. Para obter maior rigidez radial e resiliência, um conjunto triplo ou quádruplo de rolamentos no fuso pode ser necessário para suportar com mais eficácia as demandas físicas.
“Um conjunto quádruplo de rolamentos geralmente não é algo que você possa encomendar em um catálogo”, observou Wilson. “Muitas vezes tem que ser construído sob medida.”
Ele também apontou que há uma compensação envolvida porque aumentar o número de rolamentos para aumentar a rigidez radial geralmente requer a redução da velocidade de rotação do fuso. Isso porque, com um número maior de rolamentos, o calor no fuso aumenta.
A construção personalizada de fusos é um serviço que o Precision Drive System oferece.
Para ressaltar o impacto crucial da escolha antecipada do fuso certo, Wilson também comentou que às vezes o integrador fica preso porque adicionar rolamentos a um fuso aumenta seu peso.
E o integrador pode ter escolhido um braço robótico que não aguenta o peso extra. Isso pode acontecer depois que o integrador forneceu ao cliente vários braços robóticos. Portanto, o custo da atualização pode ser significativo devido à supervisão inicial.
Nesse ponto, os integradores de robôs podem resignar-se a ter um sistema no qual os fusos falham rotineiramente após seis a nove meses. Eles são forçados a comprar fusos adicionais ou sobressalentes para trocar, a fim de manter o tempo de atividade do sistema.
E o resultado é que o cliente fica insatisfeito com os custos aumentados e inesperados e provavelmente insatisfeito com o tempo de atividade ou a confiabilidade do seu investimento em automação. Esta não é claramente a melhor forma de conceber um novo sistema e está longe de ser uma boa prática operacional.
Se o fuso tivesse sido considerado corretamente primeiro, o robô que poderia manuseá-lo teria sido escolhido e esses problemas posteriores seriam evitados.
Tal solução poderia ter levado mais tempo inicialmente, mas todos ficariam mais satisfeitos com os custos operacionais mais baixos e a maior longevidade do resultado. O design e os produtos escolhidos seriam otimizados para as especificações operacionais da aplicação do cliente.
Ferramentas e seu efeito no Chatter
“Reduzir o número de canais na fresa de topo pode reduzir a trepidação”, disse Wilson. Encurtar o comprimento do ferramental e aumentar a velocidade do fuso pode ajudar. “É tudo uma questão de alimentação e velocidade”, disse ele. Às vezes, reduzir a taxa de alimentação pode eliminar ou minimizar a vibração.
“A maioria dos clientes sabe que precisa usar ferramentas balanceadas”, comentou Wilson. Às vezes, o segredo é usar ferramentas com diâmetro maior. A interface também é um fator crucial. Deve ter uma força de preensão suficiente para fazer o trabalho. Várias interfaces estão disponíveis e escolher a interface certa para a tarefa é de vital importância.
O acessório pode ser a chave
“Tivemos casos em que houve conversas e descobrimos que era o problema”, relatou Wilson.
A peça de trabalho foi fixada com uma pinça pneumática e, com o tempo, poeira e lascas obstruíram as coisas. O resultado foi que a própria peça estava vibrando, e essa foi a causa da vibração.
Mudando a natureza do equipamento ou certificando-se de que tudo estava limpo e com manutenção rotineira, o problema foi resolvido.
Projeto de sucesso
Reduzir a vibração no fresamento robótico é uma arte e uma ciência. Deve-se adotar uma abordagem metódica para investigar as causas raízes ou variáveis operacionais e limites, que podem ser uma combinação de fatores.
Escolher o fuso certo para o trabalho como parte do processo de design é extremamente importante. Muitas vezes, é o fator mais importante num projeto bem-sucedido em comparação com um que precisa ser retrabalhado – ou pior, completamente redesenhado.
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