O sistema de posicionamento excêntrico determina a posição e o ângulo da ferramenta

A Coventry Associates em Shrewsbury, Massachusetts, desenvolveu um sistema de três eixos para uma variedade de operações de usinagem. Chamado de Sistema de Posicionamento Excêntrico (EPS), o sistema totalmente elétrico elimina a pneumática e a hidráulica, reduz a configuração e o tempo de ciclo, usa menos energia e ocupa pouco espaço, disse Craig Gardner, presidente da Coventry Associates.

EPS é um sistema mecatrônico que consiste em uma pilha de três mesas rotativas excêntricas. Ao controlar a rotação de cada mesa rotativa, a posição e o ângulo precisos de uma ferramenta são alcançados. A precisão de posicionamento e o desempenho adaptativo do sistema EPS são possibilitados pelo CNC Siemens Sinumerik, conforme visto neste vídeo.

O EPS foi incorporado em uma retificadora ID onde demonstrou três vantagens distintas. Ele pode polir ou retificar qualquer formato sem o uso de rolos diamantados ou acessórios especiais de retificação. Em segundo lugar, ele pode retificar controlando de forma adaptativa a força normal de retificação, em vez da taxa de avanço, o que melhora drasticamente as taxas de remoção de material. Terceiro, ele compensa em tempo real as deflexões que resultam na variação do diâmetro da peça e/ou da conicidade, melhorando a qualidade e o rendimento.

Gardner disse que o EPS “tem aplicações potenciais em todas as operações de retificação e torneamento para a indústria de máquinas-ferramenta”. Ele acrescentou que o EPS será adequado para qualquer operação de usinagem que exija uma combinação de alta precisão de posicionamento e força controlada.

O produto de lançamento da Coventry, EPS SingleTool, foi projetado para operações de retificação ID de rolamentos, usando um único cabeçote. Uma cabeça de trabalho de sapata ou mandril pode ser usada, com um dressador de ponta única ou rotativo para moldar qualquer contorno. O consumo de energia é de 10 kW no máximo. e o peso é de 630 kg, com dimensões exteriores de 305 mm x 660 mm x 560 mm.

Coventry validou o desempenho de posicionamento do EPS SingleTool usando um interferômetro a laser para medir sua resolução, precisão, repetibilidade e capacidade de retilinidade.

Devido à cinemática única do EPS, todos os movimentos são interpolados em três eixos. Os resultados dessas medições são mostrados na Tabela 1. Essas medições mostram capacidade de posicionamento de última geração com repetibilidade de 52 nanômetros.

O sistema também possui alta rigidez estática e dinâmica, bem como a capacidade de retificar com grandes forças e realizar movimentos rápidos para minimizar o tempo necessário para realizar movimentos não retificadores.

A figura abaixo (figura 4) mostra o desvio X ou “retitude” alcançado durante 3 movimentos para frente e para trás (6 passagens no total) do eixo Z. Estes dados mostram que a diferença entre os valores máximo e mínimo para todas as 6 passagens foi inferior a um mícron em 200 mm de percurso.

A Coventry trabalhou em estreita colaboração com os escritórios da Fraunhofer USA em Boston, Massachusetts, além de dois parceiros importantes, Saint Gobain Abrasives e Siemens Industry, Inc., para desenvolver a aplicação inicial de retificação SingleTool ID.

Como explicou Gardner, “Nossa estratégia de negócios é levar o EPS ao mercado como uma solução de hardware e software, seja como uma máquina completa para usuários finais ou como uma plataforma para fabricantes de máquinas. Nossa solução apresenta operação totalmente elétrica, sem utilização de sistemas pneumáticos ou hidráulicos. Normalmente vemos resolução inferior a 0,12 mícron com repetibilidade de 0,05 mícron, além de precisão linear de 0,12 mícron com rigidez estática e dinâmica consistente até uma força de retificação máxima de 3,34 kN. O movimento rápido, incluindo aceleração e desaceleração, rastreia um movimento de 203 mm em 1,16 segundos.”

Dispositivo de fixação que é fixado em um fuso de fresadora, torno ou furadeira. Ele segura uma ferramenta ou peça por uma extremidade, permitindo que ela seja girada. Também pode ser montado na mesa da máquina para segurar uma peça de trabalho. Duas ou mais mandíbulas ajustáveis ​​seguram a ferramenta ou peça. Pode ser acionado manualmente, pneumaticamente, hidraulicamente ou eletricamente. Veja pinça.

Controlador baseado em microprocessador dedicado a uma máquina-ferramenta que permite a criação ou modificação de peças. O controle numérico programado ativa os servos e acionamentos do fuso da máquina e controla as diversas operações de usinagem. Veja DNC, controle numérico direto; NC, controle numérico.