Software permite operações livres de colisões

Empresa: Micro-Mechanics Holdings Ltd.
Problema: Risco de colisões era alto embora todo investimento feito em tecnologia
Solução: Software de verificação CNC Vericut da CGTech
Resultados: Aumento de eficiência; ambiente livre de colisões, operações 24/7

Quando Chris Borch, diretor executivo da Micro-Mechanics Holdings Ltd., e seus colegas adquiriram uma nova empresa com a visão de oferecer uma alternativa atraente para produção offshore, ele não tinha idéia de que a economia poderia quebrar e que a usinagem uma vez bem-sucedida da empresa iria colapsar. “Esse foi o dia em que o mundo acabou”, diz ele.

Sabendo que não tinha nada a perder, ele e a equipe de gestão decidiram apertar o botão de reset. Com a empresa mancando em um legado de farelos, o time de vendas tentava construir uma nova clientela. Nesse meio tempo, lutando para sobreviver, investiram fortemente em tecnologia avançada por três anos e decidiram aumentar a sua capacidade de programação com um pacote de software de simulação de código G da CGTech (Irvine, Califórnia) para otimizar seu processo de fabricação, reduzindo potenciais colisões de ferramentas.

Olhando para trás, o enorme tempo e capital investido, o Sr. Borch ofereceu um sorriso bem-humorado quando diz que a primeira peça saída da linha de produção, provavelmente, custou à empresa US$3 milhões, e que, no entanto, foi a peça perfeita.

A História

A Micro-Mechanics começou como uma pequena oficina de usinagem em Cingapura em 1983 e cresceu rapidamente para uma sociedade anônima aberta empregando cerca de 450 pessoas em cinco plantas em todo o mundo. A empresa fabrica ferramentas de precisão, peças usinadas e produtos consumíveis para a indústria de semicondutores e outras indústrias de alta tecnologia.

Em 2008, o Sr. Borch e seus colegas adquiriram uma empresa em Morgan Hill, Califórnia, que era fornecedora de componentes semicondutores e conjuntos da Tier I, que veio a se tornar divisão de usinagem customizada e montagem da Micro-Mechanics. A missão da divisão foi competir com empresas de baixos custos no exterior, fazendo peças perfeitas no prazo, o tempo todo.

A empresa instalou sistemas de usinagem flexíveis (FMS) de centros de usinagem horizontais e sistemas de paletes sobre o chão de fábrica. Tecnologia de suporte, tais como presetters de ferramantas off-line, porta-ferramentas balanceados e RFID, e controladores celulares com a gestão da vida útil da ferramenta on-board foram implementados, bem como uma estratégia de trabalho de fixação de troca rápida desenvolvido internamente. A empresa também desenvolveu uma equipe de engenheiros de produção qualificados e operadores de máquinas focados em tentar alcançar, 24/7, usinagem de super-precisão e peças complexas perfeitas para novos clientes dos setores aeroespacial e médico.

Apesar deste enorme investimento, o risco de potenciais acidentes ainda era alto devido às centenas de posições de paletes e milhares de ferramentas empregadas. Embora o sistema CAM da empresa realizasse uma simulação de percurso de ferramenta, ele simplesmente não era robusto o suficiente para pegar todos os erros. Além disso, o Sr. Borch e do grupo de engenharia sabiam que havia muito espaço para otimização de processos.

A implantação do VERICUT

A Micro-Mechanics decidiu investir no software de verificação e simulação CNC VERICUT, da CGTech. Ao contrário de um sistema CAM, que simula a sua saída do programa antes do pós-processamento (código neutro), o VERICUT simula o código G real, assim como se vê nas máquinas no chão de fábrica. Fixadores e comprimento/diâmetro de ferramentas e seus afastamentos de trabalho também podem ser levados em consideração, bem como todos os dispositivos de fixação, pedestais, mesas rotativas ou ferramentas de corte, desde que tenham sido modelados com precisão e importados para a simulação. Tempos de usinagem reais são exibidos durante a simulação, fazendo da redução de tempo e otimização do caminho de ferramenta uma questão acessível.

O líder do time de fabricação Mike Maguire participou de um treinamento de uma semana na CGTech para se familiarizar com o software. Depois disso, ele se sentava com o engenheiro responsável antes de cada novo trabalho e usavam o VERICUT para simular o programa de usinagem. Eles reviam os percursos, verificavam os fixadores e escolhiam as ferramentas de corte, além de ‘criticar’ a estratégia empregue por cada um. Os resultados foram mistos. “Não foi tudo assim tão suave”, diz ele. “Eu dirigia o teclado enquanto os demais assistiam. Eu pensei que seria ótimo porque me daria a oportunidade de verificar o trabalho dos demais. Mas a partir do ponto de vista deles, acho que isso veio como uma ‘porrada’.“

Mudança na abordagem

Com seis a oito engenheiros se reunindo várias vezes por semana, Maguire admite que pode parecer um empreendimento caro, mas afirma que a colaboração e compartilhamento de conhecimentos é impagável. Ele e a equipe têm aumentado consideravelmente a eficiência de alguns trabalhos e evitam colisões onerosas em outros. Isso porque VERICUT vê as coisas que o sistema CAM da Micro-Mechanics não enxerga. Exemplos disso incluem erros como transformar um único programa de peça através de múltiplas peças de trabalho, pequenas discrepâncias geométricas em código postado, e situações em que cada afastamento de trabalho de ferramentas e fixadores se aglomeram o suficiente para causar uma colisão.

“Faz uma enorme diferença simular diretamente do código G“, diz Maguire. “Não ficamos roendo as unhas pensando em potenciais colisões, nós ficamos 100% confiantes nos resultados finais quando apertamos o botão de iniciar.”

VERICUT também permite a simulação de rotinas de probing com macros complexas, algo especialmente importante para fábricas que funcionam 24 horas por dia, com “luzes apagadas”. Variáveis do programa e rotinas ramificadas são facilmente testadas, garantindo uma operação livre de colisões à noite e boas peças na manhã seguinte. O Sr. Borch diz que automação como esta é uma parte crítica do sucesso da empresa. Comparado com a tradicional abordagem “um operador por máquina”, em que as taxas de utilização são muitas vezes menores do que 50%, a Micro-Mechanics executa sua linha de produção de seis máquinas 24 horas por dia, 7 dias por semana, com apenas três operadores, dando aos sistemas FMS um número impressionante de 95% de tempo de operação, considerando o ambiente de produção de grande diversidade e baixo volume.

Conselhos para implementação

Para pretensos clientes ao VERICUT, o Sr. Borch oferece esse aviso: “Não entre nele levemente”. A simulação precisa requer uma modelagem 3D dos equipamentos, dispositivos de fixação e ferramentas cuidadosa, algo que inicialmente fez a empresa adiar a implementação do VERICUT. Ao invés de tentar simular programas de usinagem em uma mistura eclética de máquinas da empresa, o Sr. Borch e a equipe da Micro-Mechanics decidiram esperar até que a linha de novos FMS fosse instalada e as ferramentas e fixadores associados fossem padronizados. Em retrospectiva, no entanto, o Sr. Borchdizagoraque ele desejariater compradoo produtohá 20 anos,em vez de esperaraté que as condiçõesfossem perfeitas.

“A indústria mudou”, diz ele. “Os clientes hoje exigem peças perfeitas, entregues a tempo e com um preço competitivo. Antes você poderia começar com o fornecimento de dois dos três itens. Provamos que, mesmo em um dos mercados de trabalho mais caros do mundo, fábricas podem utilizar a tecnologia para reduzir os custos do processo e fornecer uma alternativa atraente para fontes no exterior. Usinagem é uma ciência, e ser bem sucedida significa desenvolver disciplinas internas e habilidades de engenharia necessárias para competir. VERICUT é uma dessas ferramentas “.