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A pesquisa e o desenvolvimento dos sistemas CAD/CAM são influenciados por quatro tendências principais das indústrias de ferramentarias: a mais recente tecnologia de usinagem, Indústria 4.0, automação e robótica, e o estado atual do mercado de trabalho.
Para as indústrias de ferramentaria, desde uma instalação de usinagem de produção ou de uma pequena oficina, as demandas do mercado mudaram significativamente nos últimos anos. Eficiência, produtividade e preço estão impulsionando as tendências de fabricação.
“Muitos [fabricantes] enfrentam agora prazos de entrega mais curtos”, disse Dan Marinac, gerente de estratégia de produto e marketing da Cimatron, Burlington, Ont. “Por exemplo, o que costumava levar de 16 a 20 semanas agora deverá ser entregue em apenas 10 semanas. [Os fabricantes] devem encontrar formas de se diferenciarem das empresas offshore para se manterem competitivos neste mercado. “Uma maneira de fazer isso é tornar-se mais eficiente e inovador em seus processos de design e fabricação.”
Para atender a esses prazos mais apertados, os desenvolvedores de CAD/CAM devem criar novas ferramentas e recursos para ajudar a acelerar o tempo que as lojas levam para projetar e fabricar produtos.
Por exemplo, recursos como análise e reparo de peças para geometria problemática, linha/superfície de partição automatizada, extração automatizada de núcleo/cavidade, posicionamento inteligente de componentes em catálogo, automação para criação de linha de resfriamento, previsão de fluxo plástico, simulação, análise e compensação de empenamento, usinagem automatizada de eletrodos , aplicação de modelo NC e perfuração automática foram desenvolvidos para garantir que os fabricantes de moldes/matrizes possam reduzir o tempo necessário para produzir novos projetos de ferramentas.
Fora dos prazos de entrega mais apertados, os fabricantes também estão vendo uma mudança na tecnologia. Por exemplo, a usinagem de 5 eixos tornou-se cada vez mais popular.
“Os centros de usinagem de cinco eixos estão sendo cada vez mais usados devido à sua capacidade de acessar mais recursos de uma peça e usinar de forma mais agressiva, com ferramentas mais curtas e uma construção robusta da máquina”, disse Marinac. “Isso reduziu a necessidade de EDM e bancadas manuais.”
Esta tendência tecnológica afeta diretamente a funcionalidade do CAD/CAM. O software atual foi atualizado para incluir módulos e recursos que permitem usinagem eficiente em 5 eixos e simulação de remoção de material para peças médicas, aeroespaciais e outras peças complexas. Por exemplo, alguns softwares oferecem acesso a uma biblioteca de postes comprovados para qualquer máquina e controlador de 5 eixos, incluindo inspeção na máquina e criação de percurso de ferramenta de apalpador.
Outra tendência tecnológica significativa envolve máquinas multicanais, como máquinas do tipo suíço ou máquinas torno-fresadoras com torre dupla, dois fusos ou dois canais.
“Mesmo com estas máquinas, é importante compreender se uma loja está a tirar partido das capacidades”, disse Andrei Kharatsidi, CEO, SprutCAM Tech, Limassol, Chipre. “Muitos usuários não utilizam o recurso multicanal porque é complexo; eles jogam pelo seguro em vez de experimentar complexidade e velocidade. Em vez disso, optam pela programação sequencial em vez da paralela porque é mais fácil de programar e verificar.”
O software atual foi atualizado para incluir módulos e recursos que permitem usinagem eficiente em 5 eixos e simulação de remoção de material. No entanto, tendo em mente prazos de entrega mais curtos e produtividade, os fabricantes precisam extrair todo o potencial possível de suas máquinas. E uma maneira de fazer isso é explorar o CAD/CAM que oferece opções de programação de sincronização automática e multicanal. Esses tipos de programas são complexos e não podem ser executados manualmente. Mas eles tendem a ser caros.
Existem algumas opções intermediárias, como aquelas que aproveitam a capacidade de sincronização de apenas dois canais.
“Embora limitado a apenas dois canais, um simples clique de um botão, em vez de uma interface complexa, permite que processos paralelos sejam simulados, e então o usuário pode verificar e alterar o que for necessário para permitir que a peça seja processada desta forma. caminho”, disse Kharatsidi.
Esta opção destina-se a oficinas que estão a fazer a transição para estes tipos de máquinas e pode funcionar como ponto de partida para os ajudar a compreender como maximizar as capacidades.
A Indústria 4.0 tem muitas facetas que pertencem a esta categoria abrangente. No momento, inteligência artificial (IA) é uma das grandes palavras da moda no setor.
Com o monitoramento das máquinas em tempo real, é possível trabalhar com colaboração em dados na nuvem - Foto: www.freepik.com
De acordo com Kharatsidi, a IA está causando ondas significativas quando se trata de cálculos de percursos de ferramentas, especialmente para a criação de sequências de operação. Em vez de um operador selecionar operações uma por uma, inserir o tipo de máquina e vários parâmetros no software permite que a IA selecione sequências otimizadas.
Outra área de oportunidade vem com a colaboração na nuvem. Muitas oficinas mecânicas estão aproveitando programas baseados em nuvem para digitalizar seus negócios e operações.
Embora a colaboração na nuvem não esteja especificamente vinculada ao CAD/CAM, ela está sendo cada vez mais usada para ajudar os fabricantes a fazer a transição de projetos e arquivos de maneira mais integrada.
“A transferência de arquivos entre diferentes atores durante o processo de fabricação pode ser desajeitada e ineficiente”, disse Kharatsidi. “Com o objetivo de reduzir o tempo entre o projeto, a fabricação e o processo da peça, uma plataforma de colaboração baseada em nuvem dentro do software CAD/CAM é uma forma de tornar o processo mais eficaz. É um espaço onde todas as funções de chat, imagens e informações em tempo real podem ser armazenadas sem a necessidade de uma fonte externa de informações.”
Este impulso lida diretamente com uma questão organizacional de ter versões múltiplas ou diferentes do mesmo projeto. A fabricação é um processo ativo, muitas vezes com muitas pessoas envolvidas em diferentes locais. Ter várias versões salvas do mesmo projeto pode levar a erros e a um processo demorado.
Os robôs agora estão ativamente envolvidos no processo de usinagem. Um excelente exemplo disso é um robô fresador. O software CAD/CAM atual pode oferecer uma plataforma para máquinas CNC e programação robótica. SprutCAM
Ferramentas de colaboração e baseadas em nuvem estão sendo incorporadas ao software CAD/CAM atual para facilitar a comunicação eficaz das partes interessadas e a conclusão eficiente do trabalho.
A automação traz vários benefícios para a indústria de manufatura. Isto é especialmente verdadeiro para indústrias como o setor de ferramentas e matrizes, que produz componentes complexos. A automação pode ser usada para ajudar os trabalhadores a superar o desafio de criar matrizes e moldes complexos a partir de projetos digitais intrincados e, em última análise, pode liberar mão de obra valiosa.
“Por exemplo, procedimentos de percurso de rebarbação de 3 eixos criam chanfros ou formas de filete ao longo de arestas vivas. Isso elimina o polimento manual, economizando tempo na fabricação de moldes e matrizes”, disse Marinac. “Outros exemplos incluem novas opções de pré-furação durante operações de desbaste, evitando que as fresas mergulhem em bolsões cegos. O software definirá automaticamente a posição e profundidade ideais para pré-furação como parte do procedimento de desbaste.”
Além de automatizar o processo de programação, não é segredo que os robôs estão se tornando cada vez mais comuns no chão de fábrica e há um número crescente de aplicações onde eles fazem sentido, como polimento, retificação e algumas aplicações de contorno. Em alguns casos, os robôs estão ativamente envolvidos no processo de usinagem. Um excelente exemplo disso é um robô fresador.
“Existe software disponível que oferece uma plataforma tanto para máquinas CNC quanto para programação robótica”, disse Kharatsidi. “A maioria das lojas trabalha com plataformas singulares, uma para a máquina e outra para os robôs. Em vez disso, no software CAD/CAM, existe a opção de desbloquear capacidades de programação robótica.”
A programação off-line do robô feita no software CAM permite que os usuários programem o robô sem realmente precisar do robô físico. É um gêmeo digital do software CAM, onde o programador faz um programa enquanto o robô trabalha em outro.
A programação online geralmente é feita manualmente com um pingente de ensino. Pode ser lento, apenas percursos simples podem ser criados e o robô deve estar fisicamente disponível para que a programação ocorra. Este é um caminho a seguir para lojas que estão apenas começando com robótica ou que não têm alguém com experiência suficiente com o software CAM.
“No futuro, será necessária uma opção de programação híbrida de robôs, que inclua mundos online e offline combinados numa única solução”, disse Kharatsidi. “A simulação em tempo real também é significativa. No futuro, será a única forma de programar robôs. Ambas as opções atuais têm desvantagens óbvias.”
Outra tendência que afeta a forma como o CAD/CAM está sendo desenvolvido é a rápida mudança da força de trabalho. Repetidamente, os proprietários de lojas expressam a sua frustração pela falta de trabalhadores qualificados disponíveis para contratar. Mas como isso se traduz em CAD/CAM?
“Este desafio é enfrentado através da ênfase na simulação de máquinas e na verificação de percursos de ferramentas”, disse Marinac. “A simulação da máquina representa com precisão a cinemática, a peça de trabalho, os acessórios e a remoção de material. A detecção confiável de colisões e arranhões é necessária para todos os percursos da máquina, acessórios, material, peça, ferramenta e suporte. Para simulação de remoção de material incorporada de alta qualidade, os percursos de ferramenta de 5 eixos são ainda mais críticos.”
Além das funcionalidades do software, o mercado de trabalho atual também está afetando a interface do usuário CAD/CAM. Com uma força de trabalho menos qualificada, é mais importante do que nunca garantir que o software tenha uma curva de aprendizagem suave para que mesmo os utilizadores mais inexperientes possam operá-lo. Isso é importante porque pode ser difícil encontrar programadores CNC experientes, e aqueles com muito pouca experiência podem achar as complexidades do software intimidantes.
“O CAD/CAM é particularmente rico em recursos, muitas vezes contendo centenas, senão milhares de recursos”, disse Kharatsidi. “É importante que a interface seja o mais amigável possível e fácil de aprender. É tudo uma questão de criar um sistema onde alguém possa entrar com um conhecimento básico, passar algum tempo e pegar esse conhecimento e aplicá-lo em todos os aspectos e ter uma compreensão de como todos os aspectos funcionam. As interfaces CAD/CAM foram reinventadas com isso em mente.”
Fontes:
Cannadian Metal Working: www.canadianmetalworking.com
Cimatron, www.cimatron.com
SprutCAM Tech Ltd., sprutcam.com
