O desenvolvimento de tecnologias e métodos que melhoram a precisão geométrica, de posicionamento e dinâmica de máquinas e robôs está em franca expansão no setor das máquinas-ferramenta, utilizadas para moldar peças metálicas ou outros materiais sólidos. O CIC marGUNE, Centro Cooperativo de Investigação para a Fabrico de Alto Desempenho, coordena a linha de investigação MEDCON com o objetivo de aumentar a precisão destas máquinas, permitindo aos fabricantes otimizar o design dos seus produtos e, assim, melhorar a competitividade dos fabricantes bascos. IK4-Tekniker, IK4-Ideko, Tecnalia e Aotek colaboram neste projeto.
O fabrico de peças de grandes dimensões é um fator crucial na indústria de máquinas-ferramenta, e a sua procura tem desafiado os fabricantes a criarem projetos competitivos em escalas cada vez maiores, mantendo o nível de precisão das máquinas mais pequenas. No entanto, os fabricantes não dispõem das ferramentas adequadas para avaliar, na prática, a precisão de posicionamento de máquinas de grandes dimensões.
A metodologia inovadora permite obter medições utilizando o interferómetro laser
“A tecnologia de medição mais adequada para esta tarefa, denominada ‘multilateração’, é semelhante ao GPS”, explica Eneko Gómez-Acedo, coordenador da linha de investigação MEDCON da IK4-Tekniker. “Envolve a utilização de um interferómetro laser com capacidade de seguimento, alta resolução e baixa incerteza de medição. A ideia é combinar medições lineares feitas sequencialmente a partir de diferentes posições pelo interferómetro. De seguida, é realizado um cálculo matemático para determinar a posição e a orientação da ponta da ferramenta, seguindo um esquema semelhante ao utilizado nos sistemas de navegação por satélite.”.
Quando se trabalha com máquinas-ferramenta de grande porte, algumas limitações desta tecnologia tornam-se evidentes. As experiências demonstraram que o principal obstáculo para atingir o limite teórico de precisão da multilateração é a instabilidade das condições ambientais, como a variação dos gradientes de temperatura e o comportamento térmico associado da máquina.
Para ultrapassar estas dificuldades, a IK4-Tekniker desenvolveu uma metodologia inovadora que permite obter uma série de medições combinando os dados obtidos pelo interferómetro laser, com os quais se obtêm as posições da ferramenta, com medições de inclinação obtidas com dois níveis de precisão eletrónicos, utilizados para medir a orientação da ponta da ferramenta.
Uma dupla vantagem
Desta forma, o benefício é duplo, pois “como a medição é mais rápida, a máquina sofre menos desvios térmicos e, além disso, a medição é mais económica. Ademais, ao utilizar os níveis de precisão em conjunto com a medição, não só o tempo de medição é reduzido, como também se obtém um indicador valioso da estabilidade da máquina ao longo do tempo”, sublinha Gómez-Acedo.
Esta metodologia utiliza um software proprietário desenvolvido pela IK4-Tekniker que, para além de realizar os cálculos matemáticos para a medição, recomenda as melhores posições, calculadas através de simulação, nas quais o equipamento deve ser posicionado de forma a obter as menores incertezas de medição.
A linha de investigação MEDCON superou as limitações das técnicas tradicionais de verificação de máquinas-ferramenta, que não identificam eficientemente os erros de posicionamento em todo o volume de trabalho. Além disso, o potencial da metodologia desenvolvida pela IK4-Tekniker permitirá aos fabricantes de máquinas-ferramenta otimizar os seus projetos e possibilitar aos utilizadores a realização de recalibrações periódicas para maximizar a qualidade do produto.
Fonte: Plataforma SYNC
