Não importa se você estiver comprando um novo sistema de corte CNC, construindo o seu próprio ou atualizando um equipamento existente, a capacidade de movimento do sistema é um fator importante para o sucesso. Na verdade, o movimento da máquina é tão importante quanto a seleção do sistema de corte ideal quando se trata de qualidade de peças e consistência. Características de corte e capacidades de aplicação – True Hole® e True Bevel por exemplo - também são influenciadas pelo movimento da máquina. Para máquinas já instaladas, é importante saber quais aplicações são suportadas por elas.

O que determina a qualidade de movimento?

Sistemas a plasma e outras máquinas de corte são geralmente projetadas com algumas considerações funcionais em mente:

  • Aplicações — O sistema será usado para chapas espessas, HVAC, chanfros, tubos, processos múltiplos, elementos estruturais, etc.?
  • Necessidades de produtividade — O sistema precisará de suporte para várias estações de corte, múltiplas chapas, transversão rápida ou outros requisitos de fabricação?
  • Qualidade de corte desejada — O sistema será usado para produzir peças de precisão, furos de cavilha, slots ou uma combinação de vários tipos de trabalho?

Isso não quer dizer que uma máquina é incapaz de executar várias tarefas satisfatoriamente. Ou melhor, a questão é que você precisará trabalhar com o seu desenvolvedor de máquinas para configurar a máquina certa para as suas necessidades de corte.

Qualidade de movimento não é absoluta. Diferentes níveis de qualidade são necessários para funções diferentes, e para obter níveis diferentes de qualidade de corte e produtividade. Uma qualidade de movimento inferior (geralmente com preço mais barato) pode ser aceitável em algumas circunstâncias, e uma qualidade superior pode ser necessária em outras. A qualidade de movimento de suas máquinas deve ser alinhada apropriadamente com as suas necessidades de negócio.

Considerações mecânicas

No lado mecânico, uma máquina de corte pode ser equipada com vários tipos diferentes de trilhos. Tipo V, estoque de barras e linear são apenas alguns dos mais comuns trilhos usados. Você vai querer entender as diferenças entre eles. Por exemplo, trilhos lineares com rolamentos selados normalmente possuem mais fricção do que rolamentos com roletes e roda, mas em usos normais são mais consistentes e fornecem a melhor e mais precisa qualidade de corte com pouca ou nenhuma manutenção.

Um bom indicador da qualidade dos mecanismos de uma máquina é quão fácil ela pode ser empurrada com os acionadores desencaixados depois de superar a inércia da máquina. Máquinas projetadas ou fabricadas de maneira inferior são difíceis de empurrar. Isso indica que é necessária mais potência para acelerar, manter a velocidade e trocar de direção. Embora “reduzir a fricção” e minimizar a quantidade de força necessária para acionar a mesa de corte do tipo pórtico sejam historicamente consideradas elementos de design essenciais, os fabricantes de máquina atualmente reconhecem que para obter uma qualidade de corte superior é mais importante possuir um sistema de acionamento que é do tamanho correto, com motores e marchas que podem oferecer um movimento consistente.

Rigidez, outro ponto que é facilmente mal-entendido. Em alguns casos, uma máquina pode ser rígida demais. Se ela for muito dura, a máquina é provavelmente pesada e difícil de acelerar. Em uma máquina rígida demais, caixas, cabos da tocha e cabos podem ser sacudidos ao entrar e sair de cantos agudos, e a vibração resultante pode ser vista nas peças cortadas. A rigidez é desejável nas conexões mecânicas entre o motor, a caixa de transmissão e a cremalheira ou parafuso esférico. Quanto mais rígidas forem essas conexões, mais fácil será acelerar a máquina.

O tipo de sistema de acionamento usado na máquina também é importante. No nível básico, amador, e máquinas de produção leve, sistemas de “circuito aberto” mais baratos são frequentemente usados pois a qualidade é boa o suficiente para o trabalho. Esses sistemas não possuem ciclo de retorno, então não é possível ajustar a velocidade ou a posição durante o corte. Sistemas de circuito fechado, que podem ajustar a velocidade ou a posição de acordo com o retorno da máquina, são normalmente usados em ambientes de produção industriais, comerciais e de produção. Isso permite um corte mais previsível, resultando em peças mais precisas e uma consistência maior entre peças e entre agrupamentos.

Analógico ou digital?

Acionadores analógicos ainda são amplamente usados e são capazes de uma precisão muito alta. No entanto, a tendência atual é na direção de padrões de automação digitais como SERCOS (Serial Real-time Communication System, Sistema de comunicação serial em tempo real), EtherCAT® (Ethernet for Control Automation Technology, Ethernet para tecnologia de controle de automação) e PROFINET (Process Field Net, Rede de campo de processo). Essa tendência não é determinada pelo movimento da máquina, mas devido à ênfase maior em automação de fábricas e soluções universais para uma grande faixa de aplicações.

Tanto acionadores analógicos como digitais podem oferecer dispositivos de retorno com resolução extremamente alta. Em alguns casos, é possível obter mais de um milhão de contagens por polegada de movimento - resultando em uma precisão de corte extremamente alta.

Tamanhos corretos para a transmissão e o motor

Independentemente da tecnologia ou marca de transmissão usada, o desenvolvedor da máquina deve ajustar a transmissão e o motor no tamanho correto para a máquina. Em geral, máquinas mais pesadas necessitam de motores e transmissões mais potentes. A inércia também deve ser considerada. Ao mudar de direção o motor precisa de potência suficiente para superar sua própria inércia, para reverter o sistema de transmissão e superar a inércia da máquina. Em um sistema projetado corretamente a potência da transmissão coincidirá com a força necessária para superar a inércia e acelerar a massa da máquina.

Marchas podem ser utilizadas para obter uma vantagem mecânica. A redução de marcha possui o efeito de aumentar o torque do motor, mas diminui a velocidade final. A meta do design é usar um tamanho de motor/transmissão econômica com redução de marchas que alcança a taxa de aceleração e velocidade alvos para a sua aplicação. Com plasma, o alvo é uma taxa de aceleração de 20 a 40 mG e uma velocidade transversal de aproximadamente 1.000 polegadas por minuto.

Pontos importantes relacionados ao movimento da máquina e o processo de corte

Mesas de corte mais antigas, originalmente projetadas para uma geração anterior de sistemas a plasma, são muitas vezes retroajustadas com novos sistemas a plasma - algumas vezes com resultados desapontadores. Peças que saem de uma mesa retroajustada podem ficar piores com o novo sistema a plasma! O que está acontecendo?

É possível que o sistema a plasma mais antigo estivesse ocultando vibrações ou outros problemas mecânicos da mesa que só aparecem agora devido à qualidade de corte superior do novo sistema de plasma. Pense que o sistema a plasma antigo fosse um marcador de texto e o novo sistema a plasma uma lapiseira de ponta fina. Se há variações sutis na mesa, é mais difícil de notá-las com o marcador de texto. Isso também pode ocorrer quando você substitui o oxicorte pelo corte a plasma na mesma mesa, ou atualiza um sistema a plasma antigo por um novo sistema HyPerformance®. Em qualquer caso, o seu desenvolvedor de máquina pode aconselhá-lo sobre a melhor solução.

Outros fatores que afetam a qualidade de movimento

Um ponto importante, mas muitas vezes desprezado é como a máquina de corte responderá ao uso industrial. Pode ser difícil distinguir entre a qualidade de corte de uma máquina avançada e uma máquina de nível básico quando ambas são novas. No entanto, diferenças na construção e na qualidade de corte se tornarão evidentes com tempo e uso.

Movimento perdido ou “retrocesso” pode resultar do uso de caixas de transmissão de menor qualidade, encaixe de pinhão ruim (em um sistema de cremalheira e pinhão), desgaste excessivo ou manutenção inadequada do pinhão ou cremalheira. Sistemas de parafuso esférico oferecem uma alternativa mais robusta, mas possuem uma limitação de comprimento.

O sistema de CAD e CAM também pode impactar o movimento da máquina. Imagens digitalizadas ou peças artísticas necessitam frequentemente de edição antes de enviar para o sistema de corte. Sistemas CAM ajudam filtrando e suavizando o programa antes dele alcançar o CNC.

A geometria da peça pode desempenhar um papel no movimento da máquina, apesar de ser uma função do controle e não do movimento. Entender como certas geometrias se comportam em uma máquina pode determinar como as peças devem ser desenhadas e, por fim, o que é possível em uma máquina em particular. Controles muito bons são capazes de lidar com condições que podem fazer com que outros controles batam ou vibrem. Se o controle não der conta do desafio, simplesmente diminuir a velocidade da máquina ou usar laços de canto pode ajudar a melhorar uma peça.

Finalmente, uma manutenção adequada é essencial. Peças mecânicas desgastam. Ocorrem colisões de tocha e outros problemas. Manter-se à frente desses problemas com manutenções agendadas regulares ajudará a garantir um bom movimento de máquina ao longo da vida útil da mesa de corte.