A monitorização da máquina baseada em dados de medição permite processos de fabrico optimizados.

Monitorização e controlo do processo de maquinagem

A alta produtividade aliada aos baixos custos de produção e à elevada qualidade das peças são pré requisitos essenciais para a sustentabilidade, rentabilidade e competitividade. Especialmente quando os materiais envolvidos são difíceis de trabalhar, os tempos de vida das ferramentas podem variar muito – o que, por sua vez, afeta a qualidade do produto. Mesmo nos dias de hoje – na era da digitalização –, as empresas de produção ainda estão fortemente dependentes do conhecimento pessoal dos funcionários, que avaliam, adaptam e melhoram os processos com base na experiência individual e nos dados históricos. Em tempos de escassez de trabalhadores qualificados e de maior flutuação na produção, tal contribui para o maior risco de perda de conhecimentos valiosos, e a garantia independente da qualidade do processo torna-se cada vez mais difícil.

A monitorização fidedigna do processo de maquinagem fornece conhecimentos valiosos, em tempo real, sobre o processo em curso e, assim, oferece a base para processos de produção fiáveis, produtivos e reprodutíveis, o que também conduz à tomada de decisões acertadas e melhorias a curto e longo prazo. Idealmente, com a monitorização da máquina e dos processos, as anomalias nos processos de maquinação altamente dinâmicos permitem aos utilizadores reagir instantaneamente e assegurar uma elevada produtividade, diminuir a taxa de desperdícios e aumentar a vida útil das ferramentas. Portanto, a monitorização contínua das máquinas e dos processos com sensores fiáveis é essencial. Além disso, com uma boa documentação do processo, baseada nos dados de monitorização e nos históricos das medições, podem ser gerados e registados conhecimentos adicionais do processo, o que também contribui para uma formação eficaz e um aumento de competências. Pode também ser usado para uma avaliação objetiva ao estabelecer e aferir processos, linhas de produção, fábricas, etc. Além disso, também apoia o operador da máquina a alcançar as qualidades necessárias de forma rápida e fiável, independentemente da experiência individual.

Machine monitoring in hard turning applications – with Kistler

Minganti Global AB (Sweden)

Minganti is a specialist manufacturer in the hard turning and honing segments, with an installed global base of over a thousand machines. Minganti and Kistler have collaborated to develop a machine monitoring system that comprises a piezoelectric (PE) strain sensor, an accelerometer, and a digital charge amplifier for machine communication. Thanks to this new solution, users can measure cutting forces indirectly, monitor tool wear and breakage, and improve the profile accuracy of bearings and other high-precision components.

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Monitorização do desgaste das ferramentas

Verifique o estado das suas ferramentas – substitua-as a tempo. Existe uma correlação entre o desgaste das ferramentas de corte/abrasão e as forças e vibrações. Além disso, a qualidade do produto e os dados de corte selecionados (a rapidez do processo de corte) dependem do desgaste da ferramenta de corte/abrasão.

Deteção de anormalidades

Detete, de imediato, alterações imprevisíveis no comportamento do processo – quebra de ferramentas, encravamentos de aparas e outros eventos imprevisíveis podem ter efeitos devastadores sobre o processo, mas também sobre a qualidade e o tempo de entrega de produtos importantes. Embora a quebra de uma ferramenta leve à sucata desagradável, mas rastreável, que pode ser evitada numa fase inicial, outras perturbações resultam em desvios numa única peça de trabalho, que nem sequer são detetados. Tal pode resultar em custos elevados de inspeção e qualidade no caso de reclamações de clientes. A monitorização contínua do processo pode ser usada para uma monitorização a 100 % das etapas críticas da produção, a fim de detetar as falhas mais pequenas.

Aumento da produtividade

Otimização do processo através da aquisição de conhecimentos – os processos de produção costumam ser concebidos de acordo com regras heurísticas que são seguras, mas que muitas vezes não atingem um desempenho ótimo. A monitorização de processos baseada em sensores piezoelétricos gera dados de alta resolução de forma contínua, o que permite uma avaliação a longo prazo da carga do sistema e pode ser usada para identificar o potencial de otimização. Ao ajustar gradualmente os parâmetros, os processos podem ser levados com segurança aos seus limites de desempenho. Por outro lado, ao construir loops de controlo, os equipamentos de produção podem reagir e adaptar-se não só ao desgaste da máquina e das ferramentas de corte, mas também às anomalias inesperadas na máquina e no processo.

Redução dos custos

Diminuição da relação homem/máquina nas novas linhas de produção – quando máquinas e os processos estão equipados com soluções de sensores adequadas que podem captar até os mais pequenos e dinâmicos eventos (esperados e não esperados), as máquinas podem ser rastreadas com a ajuda de tais sistemas. Portanto, várias máquinas podem ser monitorizadas e controladas a partir de uma única fonte e local com a disponibilidade de “dados ao vivo” digitais. Assim, o número de operadores e de outras funções de apoio pode ser reduzido, o que diminui os custos operacionais.

Além disso, uma vez que a fiabilidade da máquina e do processo é melhorada graças à monitorização e a um melhor controlo da produção, a taxa de sucata e/ou a má qualidade e, portanto, o custo relacionado também é reduzido.

Desenvolvimento de competências melhorado e mais eficaz

Com a ajuda da monitorização e do controlo, pode ser construída uma cópia digital de toda a cadeia de produção. Este ambiente de dados digital e bem estruturado (sendo melhorado ao vivo) permite criar documentação adequada e outras ferramentas de formação. Esta nova possibilidade pode ser usada para aumentar a competência de trabalhadores e gestores a diferentes níveis.

Tomada de decisões acertadas

Graças aos sistemas ERP ligados entre fornecedor–fabricante–cliente, a procura de precisão na entrega está a aumentar de forma contínua. Com a ajuda da monitorização e do controlo, a entrega ao cliente pode ser melhorada através da avaliação e do controlo do estado de produção. Além disso, os dados disponíveis em diferentes locais de produção permitem uma comparação correta, relatórios de estado e servem para uma melhor previsão da produção e planeamento da produção/empresa. Assim, podem ser tomadas decisões acertadas não só nas fábricas, mas também na cadeia de fornecimento e gestão.

A Kistler oferece soluções de medição para o registo e a monitorização de processos de maquinação altamente dinâmicos baseados em forças (força e deformação), emissões acústicas e vibrações. A tecnologia de medição robusta está diretamente ligada ao sistema de controlo da máquina e é adequada para aplicações em ambientes severos.

Adicionalmente, a Kistler também oferece serviços de manutenção inteligente e formações em aplicações de maquinação, avaliação de máquinas CNC e “Machining Excellence”.