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Aprimorando os limites físicos

O polimento de alta precisão tem sido tradicionalmente o domínio de produtores de alto volume com pessoal altamente treinado. Usando a tecnologia B&R, a KADIA fez inovações inovadoras para aperfeiçoar a usabilidade da máquina. Essas máquinas são agora mais eficientes de usar e começam a pagar para pequenos tamanhos de lote.

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(Fonte: KADIA)

O aumento da injeção direta de combustível é uma boa notícia para os pilotos e fãs da Fórmula 1 - e uma ótima notícia para a KADIA. O equipamento de afinação altamente especializado da empresa é o que dá aos furos do cilindro no interior do sistema de injeção de combustível o "polimento final", ajudando os pistões e cilindros a satisfazer os níveis extremos de qualidade superficial e verdadeira forma necessária para atingir pressões operacionais de até 500 bar.

"Estamos falando de precisão sub-micrômetro - aproximando-se dos limites do que é fisicamente possível fazer com usinagem mecânica", observa o diretor-gerente da KADIA, Henning Klein. "Muitos fabricantes exigem uma folga definida entre o pistão e a parede interna do cilindro - por exemplo 10 micrômetros com uma tolerância de menos de 1 micrômetro." Para atender tais tolerâncias apertadas requer o uso de medidas estatísticas da capacidade do processo e, em última análise, exige precisão dentro de apenas algumas centenas de nanômetros.

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As bombas de injeção de combustível aprimoradas reduzem significativamente o consumo de combustível e as emissões de CO2. (Fonte: KADIA)

O desafio final: aperfeiçoamento de fósforos

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A chave para obter peças para se encaixar tão perfeitamente quanto necessário para bombas de injeção de combustível é um processo de usinagem chamado afinação de partida. Este processo envolve a medição do diâmetro exterior do êmbolo acabado e a sua passagem para o controlador de afiação, juntamente com os dados de identificação da peça de trabalho. O controlador de afinação calcula então as dimensões finais do furo a ser afiado, levando em conta a folga desejada. Em seguida, o furo da caixa passa através de até seis estações de polimento, cada uma precedida por medição em processo, até que as dimensões finais sejam alcançadas. Finalmente, a peça de trabalho é claramente marcada e permanentemente atribuída ao pistão correspondente.

Vencedor de vários prêmios de design: a nova máquina de polimento rotativa da série R da KADIA possui tecnologia de controle de ponta e um painel de controle montado no braço oscilante da B&R. (Fonte: KADIA)

Soluções anteriores com severas restrições

Até recentemente, a KADIA operava suas máquinas ultra-precisas com um controlador adaptado às exigências padrão da máquina-ferramenta. "Existem algumas diferenças significativas em comparação com os processos tradicionais de usinagem como fresamento e torneamento, como o número de fusos e os volumes de dados trocados entre as estações de polimento e medição", observa Klein. "Tivemos que fazer modificações extensas no controlador antes que pudéssemos usá-lo em nossas máquinas de afiar." A KADIA enfrentou dificuldades semelhantes ao adaptar o aplicativo IHM fornecido com o controlador. "Apesar de nossos melhores esforços, as limitações do sistema HMI nos deixou com uma interface de usuário intuitiva que levou os operadores algum tempo para se acostumar", diz Klein.

Operação intuitiva para um fluxo de trabalho eficiente

A mudança para um novo parceiro de automação e o redesenho completo das soluções de controle e IHM trouxeram melhorias substanciais. "Com base na tecnologia B&R, a nova interface de usuário inspirada no smartphone do terminal é especialmente intuitiva para operar", diz Klein. Os júris dos prémios Red Dot e IF Design concordaram, honrando a KADIA com várias distinções. Sob a caixa de alumínio presonalizada do terminal há um painel de máquina da indústria-classe com uma tela de toque 19-resistente resistente a riscos, óleo-resistente. Ele se comunica com o Automation PC 910 da B&R que serve como a plataforma tanto para o controle da máquina quanto para a aplicação IHM.

HMC100

Inspirado no design de smartphones, o estilo elegante e o manuseamento ergonômico do terminal de operador HMC100 tornam o controlo das novas máquinas de afiar da KADIA excepcionalmente fáceis e intuitivas. (Fonte: KADIA)

A comunicação cruzada POWERLINK libera recursos

Com seu processador Intel Core i5, o Automation PC 910 tem muita capacidade para lidar com os enormes volumes de dados gerados pela constante medição e reajuste do processo de polimento. "A solução da B&R oferece inúmeros detalhes técnicos que realmente funcionam em benefício do novo controlador HMC100", diz o designer-chefe da KADIA, Roland Regler. "A comunicação cruzada POWERLINK tem sido fundamental. Ele permite que os drives B&R gerenciem remotamente as funções de controle e se comuniquem diretamente uns com os outros sem passar pelo controlador. "

Dependendo da configuração de uma determinada máquina, a série R está equipada com uma rede POWERLINK de até 28 servo drives ACOPOSmulti com refrigeração líquida. Até cinco deles controlam o movimento do curso das ferramentas de afiação LH2/LH3 desenvolvidas pela KADIA juntamente com o novo sistema de controle. Equipado com a solução de controle de movimento seguro da B&R, as unidades garantem que os operadores são protegidos durante a configuração. Operando em um barramento CC comum, as unidades são capazes de compartilhar o excesso de energia cinética que, de outra forma, ficaria sem uso, oferecendo benefícios claros para a economia térmica das máquinas, consumo de energia e custos operacionais.

Dominando opções de máquinas no Automation Studio

Para tornar a solução HMC100 à prova do futuro e permitir a adição de novos sistemas na estrada, a KADIA projetou-a para acomodar até 40 eixos. Uma vez que o número e o tipo de medição e medição de estações também varia de máquina para máquina, a equipe KADIA tem todo um espectro de variantes que ele precisa para cobrir com o software de controle.

"Este é o lugar onde outro destaque da solução B & R entra em jogo. Seu ambiente de desenvolvimento integrado, o Automation Studio, permite que você crie controles customizados e aplicativos IHM usando arquivos de configuração ", explica o designer chefe. "Desta forma, somos capazes de representar inúmeras configurações de máquinas potenciais em um único projeto de software sem programação extra." Mais tarde, não há necessidade de comissionamento técnicos para usar uma ferramenta de desenvolvimento de software ou fazer qualquer programação no local.

Os esforços da KADIA para garantir o futuro da HMC100 são adicionalmente suportados pelas funções de CNC e robótica fornecidas no Automation Studio.

Roland Regler

Roland Regler, Designer Chefe, KADIA

"As funções SPT e a comunicação cruzada POWERLINK foram fundamentais para o desempenho do novo controlador HMC100. Esses mecanismos permitem que os drives B&R gerenciem remotamente as funções de controle e se comuniquem diretamente uns com os outros sem passar pelo controlador. " (Fonte: F. Rossmann)

Apoio total da B&R

A KADIA só poderá usufruir de todo o potencial que tenha desenhado no HMC100 enquanto tiver acesso ao hardware correspondente. "É por isso que, além de todos os requisitos técnicos, a disponibilidade a longo prazo foi um dos principais critérios na seleção de um parceiro de automação", relata Klein. "A B&R atendeu a essa exigência e nos deu total apoio ao longo de todo o projeto."

Os esforços de colaboração têm certamente compensado. Desde então, todos os principais produtores de bombas de injeção de combustível estão convencidos das vantagens do novo controlador e a HMC100 se estabeleceu como a solução de controle mais popular da KADIA. Conclui Regler com entusiasmo: "O que conseguimos aqui é absolutamente revolucionário no campo de aperfeiçoamento de equipamentos."

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Henning Klein, Diretor Gerente, KADIA

Além de todos os requisitos técnicos, a disponibilidade a longo prazo foi um dos principais critérios na seleção de um parceiro de automação. A B&R atendeu a essa exigência e nos deu total apoio ao longo de todo o projeto."

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