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Tecnologia de mesa rotativa suíça
Maio de 2015
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Com mesa rotativa CNC para
polimento de cinco eixos
EA-520
Nenhuma USG 500 é exata como a anterior. Nesta máquina, a Dama
apoiou a mesa rotativa Lehmann EA-520 com um mancal de suporte.
A Dama utiliza na máquina de esmerilagem por ultrassom USG
500 a mesa rotativa Lehmann EA-520 como quarto eixo
A Dama Technologies se especializou na construção de
máquinas capazes de processar com alta precisão vidro,
cerâmica e outros materiais quebradiços duros. Um ponto
alto no programa é a máquina de esmerilagem de cinco
eixos e suportada por ultrassom USG 500, na qual uma
mesa rotativa Lehmann EA-520.L de torque elevado funciona como uma mesa giratória da máquina. Ela possui um
eixo de torque de alta rotação construído pela Dama.
A Dama Technologies AG em Lömmenschwill na Suíça
conquistou um nicho. O diretor administrativo, Marcel Weber, descreve a particularidade da sua empresa: «Desenvolvemos e construímos quase exclusivamente máquinas para
o processamento de materiais quebradiços duros, os chama-
O argumento de compra importante foi o quarto eixo trocável, uma
mesa rotativa EA-520 da pL LEHMANN, as MTRent são propostas como
equipamento adicional no catálogo.
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Este sistema de ultrassom é um elemento central do conjunto de construção de máquinas de esmerilagem Dama,
o qual inclui vários elementos padrão. Uma coluna de
fundição estável e sem oscilações cria a base para o processo de abrasão de alta precisão. Normalmente, as máquinas
possuem três eixos lineares que são acionados por servomotores com fuso de esferas pré-tensionado. Encontram-se
dispostas fora da área de processamento, estando assim
protegidas da lama abrasiva e da poeira. Os guias de rolos
lineares garantem um movimento silencioso e estável.
Ideal para o processamento de cinco eixos de materiais quebradiços
duros: a máquina de esmerilagem por ultrassom USG 500 da Dama.
Imagens: Dama/Lehmann
dos Advanced Materials, dos quais fazem parte a cerâmica
industrial, safira, vidro, bem como Composite Materials, e
novos materiais muito difíceis de usinar. Neste âmbito nos
concentramos principalmente na área do polimento com suporte por ultrassom.»
O desenvolvimento de um sistema modular de máquinas de esmerilagem permite que a Dama possua uma vasta
gama de produtos. De acordo com os requisitos do cliente,
as máquinas são configuradas para polimento redondo e
plano, passando pelo polimento de contornos, de um eixo
até cinco eixos em simultâneo. «A nossa especialidade é a
sobreposição do movimento de polimento rotativo com uma
oscilação axial estimulada por ultrassom», esclarece Marcel Weber. Ou seja, o processamento efetivo é o polimento
com ferramentas rotativas como discos abrasivos ou pontas
montadas. Ao mesmo tempo, a ferramenta oscila para uma
área definida. Deste modo, são reduzidas as forças ou os
tempos de processamento necessários. Além disso, pode-se
utilizar ferramentas mais pequenas e gerar estruturas mais
finas. Esta técnica introduz várias novas possibilidades, sobretudo no processamento duro.
Dependendo da aplicação, o cliente pode formar o
seu sistema ideal a partir de diversos fusos e dispositivos
de fixação, suportes de ferramentas e ferramentas (com ou
sem trocador de ferramentas). Para trabalhar com micro
pontas montadas, a lavagem interior opcional com controle da pressão proporciona um bom apoio. Um sistema de
medição de força com adaptação automática do avanço
apoia a otimização do processo e garante uma elevada
exatidão de repetição.
Ponto alto no programa Dama: a USG 500
de cinco eixos
Os três eixos lineares da USG podem ser complementados por eixos rotativos. Deste modo, pode-se por exemplo
instalar um eixo B para oscilar a cabeça e realizar processamentos de quatro eixos. Também para o processamento de
cinco eixos que é cada vez mais procurado, a Dama possui
uma solução pronta: a máquina de esmerilagem por ultrassom USG 500.
O ultrassom gera uma oscilação definida
da ferramenta
A técnica base para utilizar o ultrassom em uma máquina de ferramentas foi adotada e continuou sendo desenvolvida pela Dama Tecnologies AG, fundada em 2001, da
empresa antecessora Dama (Darmstädter Maschinenbau)
Optikmaschinen. Atualmente um alternador de ultrassons
gera oscilações em uma gama de frequências entre 20 e
45 kHz. A energia elétrica é convertida dentro de um conversor em movimentos mecânicos que serão transitidos à
ferramenta. «Uma cadeia de processos não muito simples»,
refere Marcel Weber. «Na medida em que os nossos novos
sistemas, nos quais a transmissão de energia é feita de forma indutiva, ou seja sem contato, funcionam sem falhas e
sem necessidade de manutenção.»
A mesa rotativa Lehmann proporciona uma precisão geométrica elevada
sob a forma de características de excentricidade radial e axial muito boas.
Para esta versão, os criadores Dama integraram na
máquina uma mesa rotativa padrão EA-520.L do fabricante suíço pL LEHMANN, Bärau, (informações técnicas: carga do fuso máx.: 400kg e 800kg com suporte/torque de
retenção fixação do fuso: 2'000Nm/torque de desengate: 3'900Nm/força axial: 100kN/torque de avanço máx.:
440Nm/velocidade máx. de rotação do fuso : 50 rpm). A
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mesa rotativa CNC está fixada em um suporte especial que
permite um alinhamento geometricamente preciso. Serve de
quarto eixo para oscilar o componente. «Se precisarmos
de um eixo indexado com um mecanismo de acionamento
com auto-bloqueio, ou seja, uma engrenagem, colaboramos
desde 2007 com com a Lehmann», destaca Marcel Weber. «Sabemos com base na experiência que nestes eixos a
precisão prevalece sobre uma vida útil prolongada. Tivemos
experiências menos boas com os produtos de outros fornecedores.»
danças de carga são mantidas em limites tão estreitos que o
requisito de precisão é cumprido pela utilização de um sistema ótico de medição de ângulo e regulagem correspondente. «Atualmente garantimos uma exatidão de +/- 5 segundos, porém sabemos que os valores efetivos são claramente
inferiores», complementa Marcel Weber.
Na USG 500 encontra-se um outro eixo rotativo sobre
a mesa rotativa Lehmann, um acionamento direto construído pela própria Dama. Pode ser também indexado e é de
alta precisão. Como eixo de torque, proporciona uma velocidade de rotação maior e um torque mais baixo do que
um motorredutor, o que é devido aos processos de abrasão
planejados.
Precisão através de processamento
completo
Um exemplo típico de um processo de abrasão apoiado
por ultrassom de cinco eixos provém da indústria ótica: um
chamado giroscópio a laser (giroscópio a laser em anel),
constituído por um bloco quadrado de material em vitrocerâmica, o qual contém furos precisos nos quatro lados.
O componente faz parte dos sistemas de posicionamento,
os quais são utilizados na indústria aeroespacial, no tráfego marítimo e ferroviário, mas também em instalações de
perfuração, nos quais é necessário detectar posicionamentos ou mudanças de posições com uma precisão muito alta.
Este ressonador processado em uma USG 500, semelhante ao giroscópio a laser, é também necessário para os sistemas de reconhecimento de posição. Aqui devem ser respeitadas as exatidões de excentricidade radial do diâmetro interno para o externo de cerca de 2 µm.
Engrenagem sem folga para um processamento simultâneo preciso
O diretor administrativo da Dama aguarda com ansiedade pela recentemente oferecida Edition 3 da mesa rotativa da Lehmann, a qual está equipada com o recentemente
desenvolvido PGD (preloaded gear drive). Esta mesa rotativa com engrenagem é fornecida no estado pré-tensionado definido e permite o processamento simultâneo também
sem sistema de medição direta. Na próxima oportunidade,
a Dama utilizará as mesas rotativas com PGD. Não precisa-
Um exemplo típico de processamento da USG 500 são os elementos de
um giroscópio a laser (giroscópio a laser em anel).
Também em outros setores, como por exemplo na indústria de relógios ou tecnologia médica, utilizam estas
máquinas especiais de cinco eixos para o polimento de materiais cerâmicos. É possível um processamento simultâneo
preciso. Segundo Marcel Weber, a mesa rotativa Lehmann
e o eixo de torque Dama se complementam de forma ideal.
A EA-520 possui o tamanho certo e proporciona o torque
elevado necessário para oscilar o eixo de torque de forma
segura e precisa. Também a força de retenção é suficiente,
pois durante o polimento não ocorrem forças de processamento grandes. E a folga de inversão problemática com mu-
Convence pela precisão e qualidade a longo prazo: a mesa rotativa EA520, a qual é utilizada nesta Dama USG 500 como quarto eixo fixado
unilateralmente. Como quinto eixo possui um acionamento de torque fabricado pela própria Dama.
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rá esperar muito, porque normalmente são fabricadas cerca
de cinco unidades da USG 500 por ano.
O manuseamento da máquina de esmerilagem por ultrassom de cinco eixos é simples. Isto é garantido pelo comando CNC da B&R Automation. Marcel Weber esclarece:
«Esta empresa austríaca vem do segmento CLP, porém proporciona um CNC com grande abertura. Deste modo, podemos garantir um ambiente de trabalho que inclui o diálogo
simples e claro para perfuração, escareamento, corte abrasivo, polimento de superfícies ou de lentes. Isto é simplificado pela instalação e programação, para que os colaboradores sem conhecimentos CNC especiais também possam
operar a máquina. Também as geometrias 3D complicadas podem ser polidas em combinação com uma solução
CAM.»
Máquinas de esmerilagem especiais da
DAMA
A Dama Technologies é uma empresa da Suíça
oriental com cerca de 30 colaboradores, os quais se
ocupam do desenvolvimento, fabricação e distribuição
de máquinas e aparelhos na área da engenharia de
precisão, bem como na indústria ótica e cerâmica. A
atividade central são máquinas de esmerilagem suportadas por ultrassom para o processamento de materiais
duros quebradiços. A Dama Technologies AG e partes
essenciais do know-how têm a sua origem na empresa dama Optikmaschinen (Darmstädter Maschinenbau)
fundada nos anos 50, a qual foi vendida na Suíça nos
anos 90. Atualmente são encontradas no mercado cerca de 15.000 máquinas instaladas, das marcas Dama
e Meteor.
Contatos:
Peter Lehmann AG
Bäraustrasse 43
CH-3552 Bärau
Tel. +41 (0)34 409 66 66
Fax +41 (0)34 409 66 00
[email protected]
www.lehmann-rotary-tables.com
Edition 3 da tecnologia de mesas
rotativas Lehmann com PGD
O fabricante de mesas rotativas pL Lehmann continua melhorando as suas mesas rotativas CNC da série
500. Desde Janeiro de 2015, a empresa suíça oferece
a sua nova Edition 3, a qual se destaca pela engrenagem PGD (preloaded gear drive) pré-tensionada e sem
folgas. As suas vantagens são variadas: o PGD fornecido no estado pré-tensionado definido permite um verdadeiro processamento simultâneo também sem sistema de
medição direta. Além disso, no caso de processamentos
mais pequenos, é possível realizar processamentos sem
que nada fique preso, até a um terço do torque de avanço permitido, graças à engrenagem pré-tensionada.
Mais um ponto forte: a engrenagem está em grande medida isenta de desgaste, o que confirma um teste abrangente a longo prazo com a mesa rotativa EA510, com a carga padrão e dados de acionamento de
acordo com o catálogo. Após mais de 6,6 milhões de
temporizações de 90° em um período de operação de
6.800 horas não foi detectado um desgaste significativo. A pré-tensão é reduzida em 3% por 1 milhão de
temporizações.
Baseado nestes resultados e seguranças adicionais, devem ser esperadas pelo PGD 5.000 horas de
operação na operação contínua (operação simultâneo
em ED 100%) ou 20.000 horas de operação no modo
de posicionamento (ED 20% segundo o catálogo) ou
20 milhões de posicionamentos de 90° sem ser necessário reajustar a folga da engrenagem (aplica-se com
carga padrão de acordo com o catálogo, no caso de
utilização correta, a qual primeiro conta o valor limite
alcançado).
Dama Technologies ag
Romanshornerstraße
CH-9308 Lömmenschwil
Tel. +41 (0)71 988 34 20
Fax +41 (0)71 988 29 18
[email protected]
www.dama.ch