ESTUDO DE CASO

Usinagem CNC precisa de modelos 3D avançados

O centro de usinagem Lambda GT da FANUM está equipado com o sistema totalmente digital da Siemens Sistema de controle numérico SINUMERIK ONE. Ele oferece excelente desempenho sempre que um alto nível de estabilidade e precisão de usinagem é necessário em todas as condições de carga da máquina CNC.

A FANUM é um fabricante europeu líder de máquinas CNC para processamento de materiais como madeira, plástico e alumínio. A empresa oferece dezenas de tipos de máquinas adaptadas às necessidades do cliente. Essas máquinas são amplamente utilizadas na produção de produtos especializados, componentes de móveis, casas e estruturas de madeira. O principal produto da Fanum é o tecnologicamente avançado Centro de usinagem de cinco eixos Lambda GT.

Construção do dispositivo e sua aplicação

O centro de usinagem Lambda GT produzido pela FANUM foi projetado para usinagem complexa de componentes espaciais. A máquina permite o fresamento CNC preciso de modelos usados na produção de elementos laminados, moldes de injeção e moldes de fundição. Ele permite a usinagem 3D em um sistema interpolado de cinco eixos de materiais, como madeira e materiais à base de madeira, plásticos, compósitos poliméricos, laminados, resinas e alumínio. Ele pode ser usado tanto para usinagem pesada quanto para processar vários tipos de moldes e modelos 3D feitos de materiais leves e macios, como espuma de poliuretano ou poliestireno.

“O centro de usinagem Lambda GT é usado para fresamento CNC preciso. Nossos clientes o usam, entre outras coisas, para fresar modelos de fundição 3D, fabricar moldes para termoformagem no processamento de plásticos e trabalhar com laminados de GRP usados na produção de aeronaves, carros e barcos.”
explica Szymon Skorupski, chefe do departamento de vendas da FANUM.

O centro de usinagem Lambda GT permite a usinagem 3D em um sistema interpolado de cinco eixos em uma ampla variedade de materiais, de madeira e laminados a metais como alumínio.

Componentes importantes da máquina-ferramenta incluem a cabeça de fresagem, a mesa de trabalho e o pórtico móvel. A máquina não requer gabinetes de proteção adicionais.

A Lambda GT é uma fresadora CNC de cinco eixos com uma base pesada que serve como base para a mesa de trabalho e o sistema cinemático do portal que sustenta a cabeça de fresagem. Ele é construído como um pórtico espacial duplo integrado acionado por dois servomotores sincronizados localizados em ambos os lados da mesa da máquina. Um elemento chave da máquina-ferramenta é a tabela acima mencionada, cujo tamanho pode variar dependendo da aplicação, variando de 3 × 2 m a 20 × 3 m. Outro componente importante do dispositivo é o pórtico móvel com um curso do eixo Z variando de 700 mm a 1500 mm.

A FANUM tem muitos anos de experiência na concepção deste tipo de equipamento. Ao longo de mais de uma década, esse tipo de projeto de centro de usinagem provou ser altamente eficaz na produção de modelos de fundição, perfis de alumínio de grande porte e na usinagem de compósitos. A máquina é adequada sempre que um design aberto e a facilidade de carregar e descarregar a mesa de trabalho são importantes.

“O Lambda GT é equipado com um pórtico móvel duplo, que garante rigidez incomparável e uma estrutura compacta. Como resultado, a máquina não requer gabinetes de proteção adicionais. Essas características de design funcional são particularmente importantes na usinagem de modelos complexos e altamente precisos feitos de materiais duros”
enfatiza Wojciech Wójcik, coproprietário da FANUM.

SINUMERIK ONE e o gêmeo digital

O centro de usinagem Lambda GT foi equipado com o mais recente sistema de controle numérico totalmente digital da Siemens. O SINUMERIK ONE, o controlador PLC SIMATIC S7-1500F e os sistemas de acionamento SINAMICS S120 são responsáveis pelo controle abrangente da máquina, pela execução de programas tecnológicos de usinagem e pela garantia da segurança da máquina-ferramenta, ao mesmo tempo em que atendem aos padrões modernos de digitalização da produção.

O sistema de controle numérico SINUMERIK ONE da Siemens define um novo padrão no mundo cada vez mais digitalizado da fabricação de CNC. Nosso cliente, uma empresa internacional do setor de tecnologia de metrologia com sede no Reino Unido, não teve dúvidas durante o processo de prototipagem, configuração e aquisição de uma nova máquina-ferramenta para fins de pesquisa e desenvolvimento de que o SINUMERIK ONE era o sistema de controle capaz de atender a todos os requisitos tecnológicos.

Szymon Skorupski, Chefe do Departamento de Vendas, FANUM

Uma característica fundamental da solução fornecida pela FANUM não é apenas o processo de usinagem preciso garantido pelo Lambda GT, mas também a capacidade de usar simulações avançadas já na fase de preparação do programa tecnológico. Graças à funcionalidade do software e à excelente integração do software de medição com o Sistema de controle SINUMERIK ONE, é possível implementar uma ampla variedade de ciclos de medição, bem como criar novos.

“O programa de usinagem é preparado em software CAD/CAM. O cliente então tem a possibilidade de verificar o processo de usinagem e o comportamento da máquina por meio de simulação no ambiente virtual do gêmeo digital da máquina-ferramenta. Se alguma correção no programa de usinagem for necessária, o gêmeo digital permite uma simulação remota precisa do desempenho do programa e das mudanças introduzidas”
— explica Wojciech Wójcik.

O centro de usinagem Lambda GT utiliza uma variedade de soluções da Siemens, incluindo sistemas de acionamento SINAMICS S120, o computador industrial SIMATIC NANO BOX PC e fontes de alimentação estabilizadas SITOP.

O dispositivo usa o sistema de controle numérico SINUMERIK ONE totalmente digital, que se mostra eficaz sempre que um alto nível de estabilidade e precisão de usinagem é necessário.

O sistema SINUMERIK ONE, o controlador PLC SIMATIC S7-1500F e os inversores SINAMICS S120 são responsáveis pelo controle abrangente da máquina e pela execução de programas tecnológicos de usinagem.

Um gêmeo digital criado nas plataformas Siemens — Create MyVirtual Machine e Run MyVirtual Machine, junto com o módulo SIMIT e o NX Mechatronic Concept Designer (MCD) — permite a simulação de sinais discretos e processos contínuos. Essas ferramentas permitem a verificação da operação de entradas/saídas digitais e analógicas cooperando com os sensores da máquina, bem como com seus dispositivos periféricos. Eles também fornecem a capacidade de reproduzir toda a física de um corpo rígido, incluindo forças inerciais que atuam no sistema cinemático em uma máquina-ferramenta.

“Considerando as características dos produtos da FANUM, são máquinas inovadoras e feitas sob medida. No caso do centro de usinagem Lambda GT, o gêmeo digital garante a replicação total do sistema de controle numérico real da máquina, da operação do controlador PLC, do processamento de dados do inversor, do painel do operador e dos dispositivos periféricos”
diz Karol Staworko, diretora do Departamento de Desenvolvimento de Vendas da Siemens Poland.

“Graças a isso, o cliente ganha a capacidade de verificar a exatidão do processo de produção em um ambiente virtual e não precisa aprender com os erros. Isso possibilita acelerar o processo de implementação de uma nova peça para usinagem, minimizar o tempo de inatividade e o tempo de troca da máquina. Também reduz significativamente o risco de colisões de máquinas. Mais importante ainda, graças ao gêmeo digital da máquina-ferramenta, o cliente pode determinar o tempo de usinagem com o mais alto nível de precisão alcançado até o momento”
ele acrescenta.

Colaboração da FANUM com a Siemens

Os engenheiros da FANUM enfatizam a qualidade e a confiabilidade das soluções da Siemens usadas nas máquinas da empresa, incluindo o Lambda GT.

Tanto para nós quanto para nossos clientes, a alta qualidade dos componentes da Siemens, sua inovação e a facilidade de acesso ao suporte técnico e tecnológico, bem como ao serviço, incluindo suporte remoto, são essenciais.

Wojciech Wójcik, coproprietário, FANUM

“Atualmente, cooperamos com a Siemens na área de máquinas de primeira classe e para fins especiais. Nosso portfólio de máquinas está se expandindo e novos clientes com novos desafios estão surgindo. Com a Siemens — sua oferta de hardware, software e suporte — sabemos que as expectativas do mercado moderno estão dentro de nossas capacidades de engenharia. Isso garante um crescimento sustentável tanto para nossa empresa quanto para nossos clientes, enquanto aspectos como produção eficiente e econômica, bem como segurança cibernética, são mantidos no mais alto nível”
acrescenta Wojciech Wójcik, coproprietário da FANUM.

Em 2023, a FANUM usou o mais recente sistema de controle Siemens SINUMERIK ONE pela primeira vez em seu centro de usinagem de cinco eixos, entre outros motivos devido a uma exigência do cliente. Durante todo o processo de produção da máquina e a implementação subsequente no local do cliente, os engenheiros da FANUM receberam suporte total da Siemens.

As máquinas criadas pela FANUM são soluções “feitas sob medida”, totalmente adaptadas às necessidades dos clientes da empresa.

A implementação do sistema de controle SINUMERIK ONE abriu as portas para uma ampla gama de clientes em potencial nas indústrias automotiva e aeroespacial, para os quais o uso dessa solução é um requisito necessário. Essas poucas implementações conjuntas nos fizeram perceber a altíssima versatilidade e flexibilidade do sistema SINUMERIK ONE, bem como a ampla gama de suas possíveis aplicações. Esse sistema de controle funciona de forma excelente nessas áreas.

Szymon Skorupski, Chefe do Departamento de Vendas, FANUM

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