Produzindo uma broca para campo de petróleo com uma cadeia de processo CAD/CAM CNC

A DMG Mori fabrica uma ampla variedade de centros de usinagem convencionais de corte de cavacos para OEMs e oficinas de produção que atendem à exigente indústria de petróleo e gás.

Inerentes a esse mercado estão diversos fatores que pressionam por muito cuidado e planejamento no processo de usinagem. Normalmente, os componentes produzidos para o campo de petróleo e gás são muito grandes, pesados ​​e muitas vezes possuem contornos complexos, tornando o tempo de usinagem longo e a vida útil da ferramenta curta. O DMU 50, embora seja um centro de usinagem de 5 eixos básico da DMG MORI, é uma unidade compacta que apresenta uma resistência considerável, como o exemplo a seguir detalhará. “É uma história do tipo David lidando com Golias”, diz Matthias Leinberger, diretor de desenvolvimento de negócios da Siemens PLM (Product Lifecycle Management).

Em uma aplicação recente, a DMG MORI foi desafiada com uma peça de trabalho de 440 libras, 8” de diâmetro x 8” de altura, feita de aço 1ade e sendo usinada em uma broca para exploração de campos de petróleo. O cliente apresentou ainda ao construtor a necessidade de uma troca rápida para produzir a peça a partir de vários materiais metálicos, com todas as trocas de ferramentas e variações de configuração da peça presentes. O cliente, um importante fornecedor upstream da indústria petrolífera, estava tentando decidir se o melhor caminho para esse produto seria um único aço quase final ou uma peça fundida quase final sendo usinada. Tanto o desbaste em alta velocidade quanto a usinagem muito precisa de 5 eixos com uma máquina de pés pequenos, que foi selecionada pelo cliente devido a preocupações específicas de utilização da capacidade da planta, além de seu desejo por uma máquina flexível, com preço razoável e altamente econômica ferramenta.

O fabricante de máquinas recorreu ao seu parceiro comercial de longa data, a Siemens, para obter assistência. Ao oferecer um pacote completo de hardware, software e serviços de engenharia CAD-CAM-CNC, a Siemens conseguiu ajudar o fabricante de máquinas a melhorar substancialmente todos os aspectos da produção de peças, incluindo a redução de protocolos de projeto para peça, tempo de usinagem, vida útil da ferramenta, acabamento superficial, precisão dimensional e eficiência geral de produção. Este cenário era particularmente aplicável neste caso, uma vez que se previa que as tiragens de produção fossem baixas e com prazos de entrega curtos.

A partir do arquivo CAD, a equipe da Siemens PLM executou o programa por meio do processo NX CAM, eliminando as configurações por meio da operação completa em 5 eixos. O recurso User Defined Events (UDEs) dentro do programa NX permite caixas de seleção simples para acionar referências de pós-processadores para pressão do líquido refrigerante, configurações de velocidade do fuso e muito mais. Isto evita a programação manual e, como resultado, reduz o tempo de transição do programa de dois dias para aproximadamente 30 minutos.

Uma vez que o programa estava pronto para o CNC, os recursos desse controle permitiram uma simulação mais simplificada do caminho de corte real. O recurso de compressor de configuração rápida 3D fornece um arquivo de dados paramétricos detalhados para todos os movimentos do caminho, eliminando assim colisões e garantindo o caminho ideal da ferramenta, em conjunto com o kernel NC e o PLC na máquina-ferramenta. Como observa o gerente do centro de aplicações técnicas da Siemens, Randy Pearson, “Esse recurso economiza muito tempo para o nosso cliente, pois a esfera de teste e a sonda no mecanismo do fuso podem ser executadas em qualquer ponto do ciclo, testando a cinemática real da máquina a qualquer momento. . O procedimento também pode ser automatizado para ser executado na mesa em intervalos de tempo prescritos.”

A característica de usinagem de alta velocidade é destacada aqui pelo Ciclo 800, que é uma transformação estática do plano que permite que uma máquina de 5 eixos defina um plano de trabalho girado no espaço. É comumente conhecido no comércio como programação 3+2. O ciclo converte o zero real da peça e os deslocamentos da ferramenta para se referir à superfície girada. É digno de nota aqui que o ciclo acomoda a cinemática específica da máquina e posiciona os eixos físicos normais ao plano de trabalho. Isso é referenciado como TRAORI ou orientação de transformação.

Enquanto isso, o Sinumerik Operate, a interface gráfica de usuário fácil de usar do CNC na máquina, permite ao operador executar uma variedade de funções integradas de gerenciamento de ferramentas e gerenciamento de informações, todas transportáveis ​​em uma conexão USB ou de rede.