ALMOFADAS SERVO-CONTROLADAS: UM NOVO PASSO DA "SERVO REVOLUÇÃO"


Uma década após chegar aos EUA, as prensas mecânicas servo-acionadas realmente estão assumindo o controle. Os fabricantes de veículos estão instalando estas máquinas em suas plantas por todo o território, assim como seus tiers one e os tiers two, seguindo o exemplo.

Para complementar as prensas-servo, os fabricantes desenvolveram e lançaram as almofadas servo-controladas. As almofadas servo-controladas fornecem flexibilidade e controle, permitindo que os fabricantes ajustem livremente a força do prensa-chapa, ajudando assim a conformar o material com extrema precisão, quase eliminando os males da tonelagem reversa.

Esta ilustração mostra uma almofada hidráulica

servo-controlada com cilindros de dupla ação,

transdutores lineares e transdutores de pressão.

A unidade hidráulica pode ser montada na parte

inferior da prensa.

“Os fabricantes automotivos e os construtores de prensas veem a tecnologia servo como a próxima grande inovação na indústria e abraçaram a ideia", diz o engenheiro de aplicações Darrell Quander Jr., da Hyson, Brecksville, OH. "A flexibilidade e a capacidade de controle em almofadas hidráulicas servo-controladas complementam a flexibilidade e controle das prensas-servo. O objetivo ao usarmos prensas-servo, é ajustar o processo com precisão e as almofadas servo-controladas fazem o mesmo. Os estampadores podem programar livremente o perfil de forças e o curso do prensa-chapas, para mover a almofada antes da matriz entrar em contato com ela, diminuindo o desgaste da prensa. E, os perfis integrados de força ajustável adicionam flexibilidade onde, antes, apenas uma pressão de almofada estava disponível. Agora, podemos mudar as pressões da almofada de forma instantânea e sincronizada, acompanhando os deslocamentos do curso das prensas-servo".

Novas almofadas hidráulicas que empregam servo controle, já disponíveis no mercado

"Um fabricante automotivo recentemente mudou para prensas-servo para evitar ter que ajustar todas ferramentas após uma mudança de engenharia, passando semanas para ajustes e try-out e descartando muito material no processo", diz Michael Culbertson, engenheiro sênior de projeto da Hyson (www.hysonsolutions.com). "Combinar as prensas-servo com as novas almofadas servo-controladas, permite um controle de força ainda maior para facilitar a configuração do trabalho e aumentar a produção de peças com qualidade. Por exemplo: durante a conformação, a almofada poderá ajustar a pressão em uma determinada porcentagem para eliminar o enrugamento e fissuras, enquanto mantém a mesma pressão do prensa-chapas".

As almofadas hidráulicas servo-controladas oferecem estes e outros benefícios em resposta às crescentes exigências da conformação de metais.

Auxiliando a otimização dos blanks


À medida que mais empresas conformadoras de metais adotam a filosofia do Lean Manufacturing, também as exigências aumentam para ter-se ferramentas mais eficientes, prensas, almofadas e menor consumo de energia. A eliminação de resíduos é outro dos principais objetivos. Os produtores de peças estampadas direcionam seus engenheiros á reduzir os tamanhos dos blanks, para reduzir a geração de sucata.

Uma captura de tela de um painel de controle de almofada

servo-controlada mostra como operadores e gerentes podem

monitorar e controlar funções de almofada, para melhor

ajuste da prensa durante a conformação de peças.

A obtenção de maior controle no processo de estampagem através do uso de prensas-servo e almofadas servo-acionadas, e a combinação de variáveis como altas e baixas forças e velocidades, pode eliminar a necessidade de tira-rugas, resultando em tamanhos de blanks reduzidos, de acordo com funcionários da Hyson.

"A maioria das prensas-servo podem fornecer a tonelagem total durante o curso de descida, porém uma vez que o martelo para, essa força pode ser mantida sem alteração", explica Culbertson. "No entanto, uma almofada servo controlada pode variar a força enquanto o martelo permanece estacionário". Essa característica pode permitir a conformação sem os tira-rugas.

"Se você pode sujeitar o material e, em seguida, variar a força de sujeição com uma almofada servo-controlada ao repuxar, você economizará material em comparação ao uso de um tira-rugas, porque haverá menos sobra para recortar", diz Steve Reilly, gerente de engenharia de produtos da Hyson. "O resultado é um tamanho blank menor e a característica de força variável dessas novas almofadas servo-controladas requer menos operações de conformação, onde o martelo tem que voltar e retornar para repuxar uma maior profundidade. Fabricantes de peças complexas, gostariam de variar a força do prensa-chapas ao longo do curso, para produzir os repuxos profundos. Com as almofadas servo-controladas, estes produtores podem programar as diferentes forças diretamente na almofada para realizar repuxos profundos com rapidez e precisão. A força de sujeição pode ser reduzida, mantida constante ou aumentada ao longo da operação. Tudo o que for necessário, o fabricante poderá facilmente programar.”

Aumento da produtividade na produção de peças complexas

O advento das almofadas hidráulicas servo-controladas também proporciona uma maior produtividade e maior complexidade de produtos, de acordo com a equipe Hyson. “A tecnologia, em última análise, permite um aumento da produtividade”, explica Reilly.

"Suponha que uma prensa-servo funcione no modo pêndulo, onde a altura do curso varia", diz Reilly. "A almofada hidráulica servo-controlada pode variar a altura de retorno do sistema. Para peças que requerem uma altura de embutimento maior ou menor, a almofada é programada para percorrer somente o curso necessário. Em vez de percorrer o curso completo em cada golpe da prensa, a almofada é programada para retornar até uma altura menor. Isso permite mais peças por minuto, uma vez que o movimento desnecessário é eliminado".

Vantagens das Almofadas hidráulicas servo-controladas:

  • Perfil de força ajustável e programável: a força pode ser controlada e programada durante todo o curso;

  • Pré-aceleração: esta funcionalidade permite que a almofada comece a mover-se (pré-aceleração) para minimizar a carga de impacto;

  • Função de atraso: o sistema pode manter a almofada no PMI (Ponto Morto Inferior) para reduzir a tonelagem reversa na peça e na prensa;

  • Força autônoma: uma força de sujeição variável pode ser aplicada à medida que o pistão permanece estacionário.

Retrofitting: instalação e programação simplificadas

As novas tecnologias geralmente têm uma curva de aprendizado, além de trazer temor e apreensão sobre sua implementação. Para abordar essas questões, os produtores terão que procurar almofadas hidráulicas servo-controladas com suas próprias interfaces e controles via touch screen, independente dos controles da prensa. Este design autônomo elimina dificuldades em amarrar as funcionalidades da almofada aos controles de prensa. As almofadas podem ser fabricadas com painéis de controle remoto tipo LCD que operam via WiFi.

"Os estampadores serão capazes de controlar a almofada com um teclado", explica Quander Jr.. "Eles podem mudar alturas, pré-acelerações e pressões. Outra tela exibirá as curvas de força para permitir que os usuários vejam o movimento do sistema, a posição da almofada e a força empregada".

Em casos de retrofittings, tais sistemas podem ser instalados, adaptando-se as furações de fixação nas mesas das máquinas. Um transdutor linear é adicionado para fornecer feedback sobre o movimento e posicionamento do martelo. Uma unidade hidráulica dedicada, é conecta ao painel de comando e o sistema está completo e pronto para o uso.

Traduzido livremente por Sérgio Del Bianco (projetosestampos@gmail.com), do original www.metalformingmagazine.com, de 01/11/2012

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