Como pedra angular de várias indústrias de manufatura, as máquinas-ferramenta carregam o peso da grande responsabilidade de promover o avanço da indústria. A aceleração de inovações científicas e tecnológicas nesta atual “era inteligente” ampliou imensamente as expectativas dos fabricantes quanto ao desempenho das máquinas-ferramenta. As novas expectativas abrangem maior velocidade e precisão, as medidas tradicionais de eficácia de máquinas-ferramenta, mas também se estendem à automação, inteligência e outras dimensões.
Desafio
Para atender à demanda do mercado por produtos de alta eficiência e qualidade, muitos OEMs de máquinas-ferramenta começaram a explorar novas tecnologias de transmissão e sistemas de controle em uma tentativa de superar a concorrência. Para um grande OEM, os avanços em automação industrial e fabricação inteligente criaram uma demanda por desempenho significativamente maior em suas máquinas de retificação de dupla face.
Essas máquinas processam uma ampla variedade de peças metálicas redondas e moldadas, além de peças finas não metálicas, incluindo mancais, válvulas, chapas de liga de alumínio, vedações, lâminas de bomba de óleo, anéis de pistão e muitas outras, removendo com precisão o material de dois lados da peça de trabalho ao mesmo tempo.
Diante de padrões de processamento cada vez mais rigorosos e de uma forte concorrência no mercado, o OEM precisava que suas máquinas alcançassem maior desempenho dinâmico e precisão no controle, além de maiores taxas de alimentação e de aceleração. Ao mesmo tempo, a pressão para melhorar a eficiência da usinagem e acelerar a produção atendeu à necessidade de reduzir custos e garantir a qualidade, desafios importantes que precisavam ser resolvidos simultaneamente.
Solução
Com mais de 70 anos de experiência em tecnologia de controle de movimento, a Kollmorgen lançou uma solução composta por servomotores lineares IC Ironcore DDL, com servodrives AKD, para atender às necessidades de desenvolvimento da indústria de máquinas-ferramenta, incluindo os exigentes requisitos das aplicações de retificadoras de dupla face.
Disponível para tensões de alimentação de até 480 VCA, o motor linear IC Ironcore DDL pode fornecer uma faixa de força contínua de até 8.211 N e força de pico de até 13.448 N. Na aplicação deste OEM, ele atinge uma capacidade de remoção de material de mais de 1 mm em menos de 1 segundo de tempo de ciclo e a peça de trabalho é processada com tolerância média de ±0,002 mm. Com a malha de controle de alto desempenho e a resposta de alta largura de banda do servodrive AKD, a variação de velocidade do mecanismo de corte e alimentação pode ser controlada com precisão, garantindo resultados precisos nas altas velocidades exigidas.
Nesta aplicação específica, o motor IC Ironcore DDL responsável pela alimentação dos cortes atinge um impulso máximo de 3.152 N, permitindo a aceleração de 2,5 g necessária para alcançar a velocidade-alvo de processamento do OEM. As funções de comando de velocidade, comando de posição, filtragem e atraso do servodrive AKD garantem efetivamente a rigidez do movimento e minimizam o overshoot, o que melhora significativamente a estabilidade do equipamento e garante a taxa de rendimento esperada.
Resultados
Em comparação com a solução acionada por transmissão usada anteriormente, a solução de direct drive linear da Kollmorgen obteve uma melhoria de 65% da precisão de posicionamento, aumento de 66% da aceleração e melhoria de 75% do controle da ondulação de velocidade. Esses aperfeiçoamentos aumentaram a velocidade de produção em 15%, estabelecendo um novo padrão para retificadoras de dupla face na era da personalização de lotes. Ao mesmo tempo, a estrutura simplificada de direct drive reduziu drasticamente os custos de manutenção e diminuiu o consumo de energia em aproximadamente 20%.
“A combinação entre os motores lineares DDL e os servodrives AKD da Kollmorgen rompe antigas fronteiras tecnológicas da indústria de máquinas-ferramentas. A Kollmorgen está ajudando a construir uma ponte entre os processos tradicionais e um modelo futuro de fabricação, com possibilidades infinitas.” — Fabricante de retificadoras de dupla face
