As empresas que fabricam peças altamente complexas em pequenas quantidades unitárias precisam de programas NC confiáveis. É por isso que a Rohde & Schwarz decidiu substituir seu ambiente de programação existente para fresamento e torneamento pelo sistema integrado TopSolid CAD/CAM da Missler Software.
A empresa de eletrônicos, Rohde & Schwarz, é líder no fornecimento de soluções na área de tecnologia de teste e medição, transmissão, monitoramento e localização de rádio e comunicações seguras. Fundada há mais de 70 anos, essa empresa independente tem presença mundial com seus serviços e uma rede de serviços bem unida em mais de 70 países. Com um quadro de 7200 funcionários, a empresa tem um faturamento anual de mais de 1 bilhão de euros. A empresa tem sua sede em Munique.
A comunicação sem fio avança inexoravelmente. Desde o acesso à Internet por meio de W-LAN até fones de ouvido Bluetooth para telefones celulares, a transmissão sem fio está em toda parte. Para evitar qualquer "interferência indesejada", a Rohde & Schwarz fabrica dispositivos de teste e medição com os quais os fabricantes de sistemas de comunicação por rádio podem testar e calibrar seus produtos. Juntamente com a tecnologia de teste e medição, a empresa de eletrônica internacionalmente ativa produz equipamentos para comunicações de rádio, transmissão e tecnologia de TV. Por exemplo, a Rohde & Schwarz fabrica transmissores para TV digital terrestre. "É um mercado em expansão", diz Paul Hauner, responsável pelo aplicativo CAM para usinagem na unidade de Teisnach.
A fábrica de Teisnach, que abriga mais de 1100 funcionários qualificados, é o centro de serviços do Grupo Rohde & Schwarz para fabricação mecânica e eletrônica. Aqui, na Floresta da Baviera, não apenas os componentes da carcaça e os PCBs são produzidos para os próprios produtos da empresa, mas também são fabricados componentes complexos para os clientes. O escopo de serviços dos especialistas em fabricação abrange desde o projeto do equipamento, passando pela fabricação e revestimento de superfícies, até a montagem de subconjuntos mecânicos, sistemas eletromecânicos e máquinas especiais. Isso inclui transmissores de TV para clientes em todo o mundo, que são montados em Teisnach.
UM SISTEMA DE CAME PARA MUITOS SISTEMAS CAD
Os desenvolvedores de produtos da Rohde & Schwarz estão baseados na unidade de Munique e trabalham com o software I-deas da Siemens PLM Software (anteriormente UGS), que em breve será substituído por seu sistema sucessor, o NX. Seus colegas do departamento de manufatura em Teisnach, que lidam com todas as atividades preparatórias para a manufatura, incluindo a programação NT, não têm apenas dados do I-deas para processar. Na fabricação de ferramentas e moldes, é usado o Autodesk Inventor, e os clientes externos recebem componentes que foram projetados com o Pro/Engineer, o Catia ou o SolidWorks. "Por esse motivo, precisávamos de uma solução CAM com boas interfaces", diz o Sr. Hauner.
Os dados de CAD têm sido usados em Teisnach desde a década de 1980 para a programação NC. Isso faz com que os especialistas em manufatura sejam capazes de fabricar até mesmo as peças mais complexas, com poucas informações de desenho, garantindo a confiabilidade e a alta qualidade do processo. Eles geram programas de perfuração e fresamento com o Exapt Plus, enquanto a situação em termos de torneamento é um pouco mais heterogênea. Em parte, os operadores programam diretamente na máquina, às vezes usando uma ferramenta de programação orientada para a máquina ou um editor de ajuda, o que dificulta a transferência de peças para outra máquina. O parque de máquinas em Teisnach consiste em aproximadamente 25 fresadoras e 17 centros de torneamento-furação-fresagem, cujo escopo de desempenho não pôde ser totalmente explorado até o momento devido à funcionalidade de programação insuficiente.
No entanto, não apenas as máquinas em si, mas também as peças a serem usinadas estão se tornando cada vez mais complexas. Portanto, a Rohde & Schwarz precisava de uma solução CAM com funções de simulação de alto desempenho: "Queríamos ter uma peça bruta constantemente atualizada e poder simular a situação da máquina até os mínimos detalhes, principalmente porque as máquinas de múltiplos eixos são muito propensas a colisões", diz o Sr. Hauner. Ao representar o ambiente de manufatura no computador, sempre se deve ter em mente a necessidade de melhorar a documentação e a reprodutibilidade dos processos. O programador não deve mais ser capaz de implantar uma ferramenta que não esteja disponível na oficina ou usar gabaritos para os quais não exista documentação de projeto.
BUSCA MINUCIOSA PELO SOFTWARE DE CÂMERA CORRETO
A Rohde & Schwarz levou bastante tempo para selecionar seu sistema. A equipe de três homens do projeto, composta por dois programadores NC experientes, juntamente com o Sr. Hauner, analisou primeiramente os requisitos CAM e elaborou uma lista restrita dos sistemas e fabricantes envolvidos. Os candidatos restantes foram convidados em 2005 para uma sessão de benchmarking de dois dias, durante a qual demonstraram os recursos de desempenho de seus sistemas com base em peças de trabalho típicas e levando em conta as máquinas e os processos de máquinas existentes. O TopSolid emergiu como o claro vencedor desse benchmarking! A decisão a favor do sistema foi confirmada por uma fase de testes de seis meses com duas máquinas de ponta para fresamento e torneamento, a fim de poder testar todo o espectro de requisitos em condições de produção.
Um requisito extremamente importante dos programadores NC era um bom suporte para o processamento de alterações, como diz o Sr. Hauner: "Conosco, não há fabricação especial de protótipos. Para garantir um início de produção sem problemas e manter os custos sob controle, fabricamos protótipos e peças de produção em massa com qualidade de produção em massa. Isso significa que, desde a primeira tiragem, uma grande quantidade de know-how de fabricação é incorporada ao processamento, o que não queremos perder no caso de alterações no projeto. Precisamos integrar essas mudanças rapidamente e canalizá-las com confiabilidade de processo para a fabricação."
ATUALIZAÇÃO DOS PROGRAMAS NC
O TopSolid nos conquistou não apenas por sua funcionalidade insuperável para torneamento e fresamento, mas também por estar, no mínimo, no mesmo nível dos outros sistemas quando se trata de processamento de alterações. O módulo de design pode operar com muitos formatos CAD e também oferece a possibilidade de modificar arquivos importados, por exemplo, para deslocar uma aresta, caso o designer não tenha centralizado as tolerâncias. Em um sistema paramétrico, isso não é de forma alguma um dado adquirido", explica o Sr. Hauner. Os erros de projeto são, de qualquer forma, eliminados no sistema de origem, pois, caso contrário, seria uma questão de fazer melhorias contínuas nos componentes no caso de alterações.
Na Rohde & Schwarz, é bastante comum que os componentes sejam modificados durante a preparação do trabalho. Nesses casos, os programadores NC podem carregar a nova versão do componente no TopSolid'Design e ver exatamente o que foi alterado com a ajuda da função de comparação de geometria. Isso é algo que nem sempre pode ser determinado de forma inequívoca a partir das notificações de alteração, como explica o Sr. Hauner: "Um ponto forte do TopSolid'Cam é sua função de substituição. Isso permite aplicar a nova geometria a um programa NC existente e atualizar a usinagem no caso ideal com o toque de um botão. Se a forma do componente tiver sido alterada significativamente ou se tiverem sido introduzidos novos recursos que o programa NC ainda não conheça, o programador deverá intervir interativamente."
Um critério decisivo para a escolha do TopSolid foi a possibilidade de associar a solução CAM com a ferramenta de gerenciamento de recursos Walter TDM, que seria introduzida em paralelo com a nova solução CAD/CAM. Embora a Rohde & Schwarz não estivesse adquirindo nenhum equipamento que exigisse que o fabricante preparasse dados CAD em um formato coordenado, a representação do equipamento existente e a vinculação do sistema TDM com o TopSolid'Cam envolveram despesas consideráveis. Isso significava que a passagem da solução CAD/CAM para a operação produtiva estava um pouco atrasada.
SATISFEITO COM A ESCOLHA DO PARCEIRO
Para ter um único interlocutor no caso de problemas de interface, a Rohde & Schwarz colocou a responsabilidade pelo acoplamento do TDM e do TopSolid nas mãos do parceiro de vendas da Missler Software, Adequate Solutions, que também implementou a solução CAD/CAM em Teisnach. Após a escolha da solução CAD/CAM, o fornecedor de sistemas com sede em Lahr foi apontado como o parceiro competente no que diz respeito à adaptação dos pós-processadores e à vinculação dos complexos centros de usinagem completos. "Estamos muito satisfeitos com a decisão do sistema e com a escolha do parceiro", garante o Sr. Hauner.
Durante a fase de testes, os três membros da equipe do projeto foram treinados em vários workshops que duraram de dois a três dias. O treinamento foi realizado internamente, de modo que os operadores puderam colocar rapidamente em prática o que aprenderam. "O TopSolid é um sistema muito poderoso e, portanto, não é adequado para operadores que trabalham apenas esporadicamente. É preciso tempo para se familiarizar com ele", afirma Hauner. "Portanto, podemos dizer com alguma certeza que ainda não estamos explorando totalmente as possibilidades de desempenho do software.
"Os operadores ficaram agradavelmente surpresos ao ver como as estratégias de fresagem propostas pelo sistema são orientadas para a prática. Isso também se aplica à fresagem HSC. Os automatismos disponíveis são muito bem-vindos, mesmo que não substituam o know-how do operador, que às vezes precisa escolher uma estratégia ou sequência de usinagem diferente para evitar atrasos na produção da peça. Esses são aspectos que não podem ser simulados no computador. Os operadores ainda não estão fazendo uso da possibilidade de definir ciclos de usinagem reutilizáveis para determinados elementos geométricos (por exemplo, furos).
FLEXIBILIDADE NA FIXAÇÃO
Ao produzir seus programas NC, os operadores começam, em sua maioria, com uma peça acabada em 3D, a partir da qual geram a geometria bruta da peça - geralmente um cuboide envolvente - e calculam a remoção de material. Para isso, eles usam um modelo para o qual a máquina é pré-configurada com a configuração de fixação apropriada, fixam a peça e a usinam com as ferramentas do TDM. Para a usinagem clássica de seis lados com grampos de máquina que se movem em 180°, surgiu o problema da otimização da sequência de ferramentas envolvendo vários grampos. O sistema CAM oferece pouco suporte para isso, pois ainda não pode saber, ao calcular os caminhos da ferramenta para a usinagem na primeira garra, quais ferramentas serão necessárias posteriormente para as duas garras; para isso, ele precisa conhecer a geometria atualizada da peça bruta da primeira garra. Portanto, a Adequate Solutions adaptou o pós-processador de forma abrangente para que as ferramentas possam ser usadas sem serem alteradas para os dois grampos.
O TopSolid será implantado na produção pela Rohde & Schwarz apenas parcialmente no início, já que a equipe do projeto ainda está trabalhando para colocar o aplicativo em funcionamento e desenvolver os métodos. Quatro tipos diferentes de máquinas, que representam aproximadamente metade do parque de máquinas, são representados de forma abrangente no software CAM e calibrados de acordo com o padrão TDM. "Novas máquinas são sistematicamente representadas imediatamente no sistema, com as existentes sendo transferidas gradualmente", diz o Sr. Hauner, "exceto as máquinas mais antigas que operam com um limite de capacidade estável, em outras palavras, nas quais, essencialmente, as peças existentes são fabricadas usando programas existentes. Não vale a pena gerar suas representações no TopSolid".
TEMPOS DE AMACIAMENTO CONSIDERAVELMENTE MAIS CURTOS
Atualmente, o TopSolid está instalado em Teisnach em três estações de trabalho com Windows XP. Mais precisamente, isso envolve uma instalação em rede com três licenças de uso simultâneo do TopSolid'Design e do módulo TopSolid'Cam para fresamento de 3 eixos. O módulo de torneamento TopSolid'Cam tem duas licenças de rede, e o módulo para fresamento de 4 e 5 eixos tem uma. Para os programas de perfuração e fresamento, há também nove licenças Exapt de instalação fixa, que devem ser substituídas sucessivamente pelo TopSolid. No entanto, elas não são usadas de manhã à noite, pois os operadores de máquinas também geram programas NC juntamente com o trabalho de usinagem.
O Sr. Hauner estima que, no estágio final de atualização, a Rohde & Schwarz implantará o TopSolid em sete estações de trabalho. A intenção é associar o software ao sistema de gerenciamento de dados de produtos Teamcenter Engineering de toda a empresa, que já controla a preparação dos dados CAD. A administração central dos programas NC e de todas as informações relevantes para a produção é importante para a empresa, a fim de garantir a rastreabilidade em cada estágio do projeto de produção, o que o Sr. Hauner faz questão de enfatizar. Ele também considera prematuro fazer qualquer declaração, no estágio atual do projeto, com relação aos benefícios, mesmo que já tenha sido claramente demonstrado que os tempos de programação e execução foram consideravelmente reduzidos: "O objetivo do projeto era reduzir os custos de programação em 30% e os tempos de ferramental e de execução em 20%. No que diz respeito aos tempos de execução, em particular, estamos prontos para exceder significativamente essas metas." Quando se considera que os tempos de execução de componentes complexos podem se estender por vários turnos de trabalho, é fácil ver o que essas economias de tempo podem significar com relação à capacidade de utilização da máquina.
Os custos de programação são reduzidos não apenas por causa da programação NC mais rápida com o TopSolid, mas também graças ao tempo economizado na busca de ferramentas e documentos de produção. Ao mesmo tempo, o TopSolid'Cam leva à produção de programas NC melhores e mais confiáveis, o que contribui para evitar erros dispendiosos. O Sr. Hauner conta um caso em que foram incorridos custos de vários milhares de euros devido ao fato de alguém ter esquecido de documentar o deslocamento de um furo de perfuração em dois décimos de milímetro: "No futuro, esses erros poderão ser detectados a tempo graças ao TopSolid."
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