Colisão, trombada, porrada, batida... é um choque provocado entre partes da máquina em movimento descontrolado, com dispositivos de fixação de peças, ferramentas de corte e outros. Na maioria das vezes, isto acontece na pior situação, ou seja, quando há um deslocamento na velocidade máxima da máquina.
Com as velocidades mais rápidas (G0) a cada novo projeto, aliadas a guias de deslocamentos mais sensíveis para evitar atritos, facilitando o deslocamento das guias, cada vez mais uma colisão pode ser catastrófica para a geometria e funcionamento do equipamento. Este risco tem tirado o sono daqueles que confiam grandes investimentos em mãos de colaboradores dos quais indiretamente tornam-se reféns. Fabricantes inteligentes projetam suas máquinas com características cujos finais de cursos dos eixos não permitem a colisão entre as partes da mesma, ou seja, "não há colisão de máquina com máquina".
É possível operar uma máquina CNC sem colidir. Analisando as conseqüências provocadas por uma colisão em máquinas CNC atuais, e os recursos que as mesmas disponibilizam para evitar este acidente, pode-se afirmar com certeza que a expressão acima é verdadeira.
Por que ocorrem colisões?
Uma colisão acontece quando o operador da máquina libera um movimento que considera estar sob controle, ou seja, considera que a seqüência de movimentos se desenvolverá por percursos conhecidos e sem obstrução, e que por uma razão lógica previsível, realiza um movimento brusco inesperado, provocando a colisão.
Quando acontece uma colisão? A maioria dos casos de colisão acontece em uma das seguintes situações:
A) Colisão com Movimentos em JOG.
Movimento em JOG é uma movimentação manual, selecionando-se um determinado eixo para ser movimentado. Através da seleção de uma tecla específica (X/Y/Z/B/C...), e depois através do acionamento de teclas que indicam o sentido do eixo(+/-), ocorre o movimento no sentido indicado. A colisão ocorre quando há uma distração do operador que acaba apertando o sentido invertido, ou não observa que o caminho do deslocamento esta obstruído, ou aperta junto às teclas +/-a tecla de movimento rápido, fazendo que o movimento seja com um avanço maior que o JOG normal, não dando tempo de ver que tem obstrução de percurso. Então ocorre a
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colisão.
B) Teste de Programa.
Existem duas situações de processamento de programas que podem ser consideradas em teste. A primeira é quando o programa é totalmente novo e todas as sentenças são de processamento em nível de teste. Nesta situação, ao ser processado, o programa é considerado situação de risco da primeira à última sentença.
Outro caso é quando um programa já aprovado e testado em trabalho, em operação de produção, e por alguma razão, por exemplo, otimização, alteração de produto ou processo, ou outra qualquer, recebe uma alteração numa simples palavra até em diversas sentenças. Neste caso, mesmo que seja apenas uma simples palavra alterada, passa a ser considerada uma sentença em teste. Todas as sentenças onde houve alguma alteração, por pequena e simples que seja também é considerada em teste, portanto situação de risco.
A colisão pode ocorrer em qualquer um dos dois casos, quando considera-se que a programação da sentença em processamento está corretamente escrita e que o deslocamento esta livre de colisão, mas na realidade há algum erro que coloca um movimento num percurso obstruído. Então ocorre a colisão.
C) Retomada de Ciclo.
Quando um programa esta sendo processado, diversas funções de atuação modal vão sendo memorizadas. As características de atuação de uma função modal depois de memorizada passa a valer para a sentença programada e nas sentenças posteriores, até que outra função do mesmo grupo seja processada e se sobreponha a anterior. Existem funções modais que são chamadas de funções modais básicas, ou seja, quando a máquina é ligada, ou a mesma está em estado de "reset" (interrupção), voltam a valer de forma modal, sem que sejam programadas.
Quando um programa está sendo processado em operação no modo automático, com o processamento de uma seqüência de sentenças, diversas funções modais importantes para o desenvolvimento da usinagem são memorizadas. Por diversas razões pode haver uma interrupção do processamento do programa, como parada de energia elétrica, supervisão de ferramentas (quebra, desgaste, vida útil), correção do programa etc, ou com ação da tecla "reset". Com isto voltam a valer as funções básicas.
Se a retomada do ciclo acontecer sem critério na seleção correta da linha de programa que seja apropriada para uma retomada segura, e um "ciclo start" (partida do processamento) for acionado, o processamento pode partir da sentença em que parou, desprezando as modais anteriores que necessitariam estar atuando. Neste momento, deveriam estar atuando diversas
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funções que não mais estão, por exemplo: ponto de origem das coordenadas, compensação da ferramenta (comprimento/raio), plano de trabalho, e outras.
Se, por exemplo, com o sistema de origem de coordenadas errado, haverá colisão no deslocamento, ou se a ferramenta não estiver com o comprimento compensado, o deslocamento de penetração não é mais referência pela ponta da ferramenta e sim pelo nariz da árvore em ferramentas rotativas, ou na face da torre em ferramentas estáticas. Então estes locais serão movimentados para posicionamento na coordenada de penetração programada, colidindo a ponta da ferramenta ao dispositivo ou na peça.
Existem inúmeras situações que expõem ao risco de colisão na retomada de ciclo automático. Importante é o cuidado neste momento de risco.
D) Substituição de Ferramenta no Processo.
Durante uma produção normal em ciclo automático de processamento de um programa que trabalha em produção, sempre ocorre desgaste ou quebra de ferramenta que deve ser substituída por outra reserva. Quando a ferramenta reserva é colocada em operação, passa a ser um elemento de risco, pois poderá haver erro na alimentação dos dados de correção para sua compensação.
Pode haver erro na medição. Se a medição é correta, pode haver erro ao anotar o valor medido, ou se medição e anotação do valor são corretos, poderá haver erro na digitação no painel da máquina. Isto faz com que colisões possam ocorrer pela diferença de medidas consideradas nos ajustes e as medidas reais das ferramentas. Neste caso, ao aproximar a ferramenta da peça ou do dispositivo, haverá colisão da ponta da ferramenta que é considerada menor, mas na realidade é maior.
E) Colisões por outros motivos diversos
Estatisticamente desconsiderados, existem alguns motivos que raramente provocam colisão, mas que devem ser focalizados para estudo e que exigem atenção.
Entre eles estão: defeitos na máquina, peça não fixada, dispositivo não fixado, ferramenta solta, seleção errada do programa para a usinagem, agregar algum aditivo em qualquer eixo que não seja considerado no programa etc. Novas situações devem ser observadas e estudadas para que não ocorram riscos de colisão.
Raramente ocorrem situações de riscos não consideradas nas observações anteriores. Defeitos na máquina pode ser uma nova situação, e outros são considerados insignificantes.
Obs: Estima-se que em torno de 2% dos casos de colisão acontecem na primeira situação (JOG), enquanto 97,9% se enquadram nas situações 2 (Teste de Programa), 3 (Retomada de
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Ciclo) e 4 (Substituição de Ferramenta) e apenas 0,1% na quinta situação (outros). Pode-se evitar uma colisão?
Se considerarmos que poderemos atuar de forma protegida nas situações de “A” a “E”, que defeitos de máquinas podem ser previstos com manutenções preventivas, praticamente eliminamos todas as possibilidades de colisão.
Como evitar colisões em máquinas CNC -Parte II
Diante do investimento que envolve a aquisição de uma máquina CNC, operála é uma ação de muita responsabilidade. Diante disso, o operador CNC deve ser bem treinado e muito bem pago para realizar esta tarefa. "Operar uma máquina CNC é como dirigir um automóvel. Não se deve ter medo e sim muito cuidado e atenção. A operação é como a matemática, uma ciência exata que não admite erros".
Assim conclui-se que a colisão é um choque provocado entre partes da máquina em movimento descontrolado, com dispositivos de fixação de peças, ferramentas de corte e outros. Na maioria das vezes, isto acontece na pior situação, ou seja, quando há um deslocamento na velocidade máxima da máquina.
Na maioria dos casos de colisões, acontecem e devem ser evitadas em uma das seguintes situações:
PERIGO A - Colisão com Movimentos em JOG
Ação preventiva -Diversos cuidados são necessários neste momento. Ao movimentar um eixo, o operador deve visualizar com muita atenção para onde o mesmo se movimenta, e se existe alguma obstrução que possa provocar colisão. Fazer uma movimentação em JOG sem este cuidado é o mesmo que dirigir um automóvel olhando para os lados. É colisão na certa!
Se não for possível visualizar o movimento, no caso de o dispositivo estar na frente obstruindo a visão, abre-se a porta e efetua-se a checagem visual de dentro da área de trabalho da máquina. Como em uma máquina CNC não é permitido trabalhar como a porta na área de trabalho aberta, exceto em modo especial, deve-se interromper o movimento, abrir a porta, observar, fechá-la e continuar o movimento. Nunca confiar na sorte. A movimentação só de deve ser realizada quando se certeza de que tudo está sob controle.
Outro cuidado que se deve ter na operação em JOG é quando for apertada uma das teclas de seleção do sentido do eixo de deslocamento (+/-), deve-se fechar a chave override (potenciômetro) de avanço para a posição zero, retendo qualquer movimentação do avanço do eixo selecionado. Com a tecla + ou -apertada, abre-se lentamente a chave override e cuidadosamente observa-se o deslocamento.
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Esta chave reduz ou aumenta proporcionalmente os avanços programados, rotacionando-a em dois sentidos. No sentido anti-horário, é feita a diminuição do avanço programado até o ponto de fechamento total de avanço em zero. No sentido horário, os avanços são aumentados até o valor máximo (normalmente 120% do programado). Se o deslocamento observado estiver correto, no sentido adequado e livre, abre-se o avanço para o deslocamento completo.
Nunca apertar logo no início de movimento em JOG, simultaneamente com a tecla "+" ou "–" a tecla de avanço rápido. Fazer isto apenas quando o deslocamento lento já tenha se iniciado, e o operador já tenha observado que o deslocamento esta fora de risco de colisão, e que pode ser feito de forma rápida. Nunca aplicar este recurso, no movimento de aproximação "rápida" de ferramenta com peça e dispositivo de fixação, utilizar apenas em afastamento livre de colisão.
PERIGO B - Teste de Programa
Nesse caso, quando o programa for alterado mesmo que seja apenas uma simples palavra (exemplo: uma cota mudou de X20 para X20.1), passa a ser considerada uma sentença em teste. Toda sentença onde houve alguma alteração, por pequena e simples que seja, também é considerada em teste. Portanto, situação de.
Ação preventiva -A execução em "TESTE" de um programa deve ser feita com os mesmos cuidados, tanto num programa "novo", quanto num "alterado".
Quando se tratar de um programa novo (try-out), os cuidados descritos adiante devem ser observados da primeira à última sentença em execução. Já no programa alterado, esse cuidado se restringe á região onde existirem sentenças alteradas. Os principais cuidados nos testes de programas são:
-Manter o override (potenciômetro) de avanço sempre fechado na posição zero, com isto nenhum movimento acontecerá de surpresa.
-Selecionada tecla de modo de trabalho automático, que dará inicio ao processamento do programa selecionado para usinagem, deve-se também selecionar a tecla "single block". Com esta tecla ativada, após o acionamento da "Partida" (Start), é liberada a execução de apenas uma sentença do programa que, após a conclusão da mesma, automaticamente é realizado um ciclo de parada (Stop). A próxima sentença só será executada com o acionamento de nova "Partida", e assim sucessivamente as sentenças vão sendo processadas uma a uma.
Com o override (potenciômetro) de avanço fechado na posição zero, nenhum movimento acontece. Com "single block" atuando, havendo uma "Partida" de execução do programa, se houver alguma sentença que contenha uma ação de deslocamento, os movimentos ficarão retidos e os valores a serem deslocados serão mostrados na tela de operação na indicação de
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"Deslocamento Restante".
Nesse caso, são mostrados na tela os valores a ser deslocados nos respectivos eixos. Como os movimentos ficam retidos, a sentença não é concluída, neste caso o operador poderá observar qual eixo vai se movimentar, quanto e para onde vai ocorrer o deslocamento.
Somente após ter "certeza" de que a movimentação vai ocorrer de acordo com previsto, o override deve ser cuidadosamente aberto até completar os deslocamentos dos eixos previstos na sentença. Nessa movimentação de eixos, os valores de "Deslocamento Restante" mostrados na tela vão sendo reduzidos de acordo com a redução da distância entre a posição atual e a posição final programada, até atingir a posição final, quando são zerados todos os eixos.
Por estar em "single block", novo "Stop" é realizado. O override deve ser novamente fechado na posição zero, e com nova "Partida" tudo se repete, sentença por sentença, com os mesmos cuidados.
Somente após serem observadas todas as sentenças do programa, e que foram testadas na seqüência exata do processo, sem nenhuma modificação, e processadas de forma segura, é que o programa deve ser liberado do modo ""single block" e o override aberto a 100%. Qualquer dúvida interromper e reavaliar a situação.
DICAS ESPECIAIS
1 Nunca acreditar que tudo está correto sem que tenha sido testado.
2 Nunca acreditar que um programa foi escrito sem nenhum erro ou coisa parecida. 3 Nunca acreditar que, pelo fato de tudo ter dado certo até determinado ponto do teste,
que daí para frente também estará correto. Por exemplo, num processo de 18 ferramentas já passaram pelo teste de programa 17, e tudo estava OK. Não acreditar que a última também esta OK (lembre-se da Lei de Murphy).
4 Desconfie sempre. Prosseguir com o teste, sentença por sentença, da primeira até a última.
5 Em nenhum momento, a "Partida" deve ser acionada com o "override" fora da posição "zero".
6 Em nenhum momento o "override" deve ser aberto para movimentação de eixo, sem que se tenha observado para onde vai ocorrer o deslocamento, e se poderá ocorrer alguma colisão.
7 Somente abrir o "override" com a certeza que tudo está sob controle.
8 Um ciclo automático contínuo somente deverá ser liberado depois que todas as sentenças já foram processadas na seqüência do programa, e que tudo esteja
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"correto".
PERIGO C -Retomada de Ciclo
Ação preventiva -ao interromper o ciclo, deve-se de imediato afastar na distância máxima possível as partes (peça / dispositivos / ferramentas).
A retomada deve ser feita em uma sentença especialmente escolhida, onde se possa dar continuidade à usinagem sem nenhum prejuízo ao processo.
Em comandos que fazem a busca da sentença escolhida para retomada "Com Cálculo", seleciona-se a sentença onde há o posicionamento da ferramenta em frente ao último local onde houve a penetração da mesma no material usinado. Daí dá-se continuidade ao ciclo com os cuidados descritos adiante. Retomada na sentença "Com cálculo" é quando o comando "varre" o programa desde o início, até a sentença escolhida, memorizando e processando internamente tudo que foi perdido com o "reset". Com isto, torna a memorizar tudo o que estava valendo como função modal, quando da interrupção, reiniciando o processamento do programa, nas mesmas condições anteriores à parada.
Quando o comando não tem características de tornar a memorizar as funções necessárias com a retomada "Com Cálculo", deve-se escrever um programa que contenha sentenças que favoreçam a memorização.
Em uma sentença escolhida para retomada, devem conter palavras que garantam que as funções modais utilizadas para cada ferramenta, possam ser novamente memorizadas nesta retomada de ciclo.
Depois do reposicionamento da sentença, uma "partida" é esperada e os principais cuidados são:
1 Manter o override (potenciômetro) de avanço sempre fechado na posição zero, com isto nenhum movimento acontece de surpresa;
2 Selecionada a sentença para retomada do ciclo em modo de trabalho automático, que dará continuidade ao processamento do programa, deve-se também selecionar a tecla "single block". Com esta tecla "single block" ativada, após o acionamento da "Partida" (Start), é liberada a execução de apenas uma sentença do programa que após a conclusão da mesma, automaticamente é realizado um ciclo de parada (Stop). Somente executando a próxima sentença, com o acionamento de nova "Partida", e assim sucessivamente, as sentenças vão sendo processadas uma a uma;
3 Com o override (potenciômetro) de avanço fechado na posição zero, nenhum movimento acontece. Com "single block" atuando, havendo uma "Partida" de execução
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do programa, se houver alguma sentença que contenha uma ação de deslocamento, os movimentos ficarão retidos e os valores a serem deslocados serão mostrados na tela de operação na indicação de "Deslocamento Restante". Neste caso, são mostrados na tela os valores a serem deslocados nos respectivos eixos. Como os movimentos ficam retidos, a sentença ainda não foi concluída, e neste caso o operador poderá observar qual eixo vai se movimentar, quanto, e para onde vai ocorrer o deslocamento.
PERIGO D - Substituição de Ferramenta no Processo
Ação preventiva -Quando um programa está sendo processado em modo automático contínuo, considera-se que todas as ferramentas que estão trabalhando no processo têm os respectivos corretores (geometria de presset) ajustados adequadamente para a obtenção das medidas desejadas nas superfícies usinadas.
Se uma ferramenta do processo desgastar-se ou quebrar, deverá ser substituída por outra gêmea para a realização do mesmo trabalho. Ao introduzir uma ferramenta nova no magazine, ou na torre, deve-se informar em uma tela apropriada os novos valores de correção (geometria de pre-set) para que a usinagem a ser realizada pela mesma obtenha as dimensões desejadas, ou pelo menos próxima disso, para que após medições da peça usinada, se possa realizar um ajuste posterior.
Quando a ferramenta nova se posicionar para entrar em operação, manter o override (potenciômetro) de avanço sempre fechado na posição zero, com isto nenhum movimento acontece de forma surpresa; ainda em ciclo automático, com o acionamento da "partida" se dará o processamento da continuidade do programa, deve-se também selecionar a tecla "single block".
PERIGO E - Colisões por outros motivos diversos
Ação preventiva -Alguns motivos independem da parte operacional, referindo-se mais ao processo e à manutenção da máquina. Colisões por falha de sensores eletrônicos, falha de processamento de CLPs, software ou similar, dispositivo que soltou a peça na usinagem etc., podem ser evitadas via manutenção preventiva com pessoal qualificado.
Para evitar problemas de posicionamento de peças, pode-se usar um apalpador de medição para localizar e fazer verificações de posicionamentos e origens.
No caso de peças carregadas automaticamente por robô ou mesmo pelo operador, pode- se supervisionar a exata localização e assento da peça na placa do torno ou dispositivo de fixação em centros de usinagem, utilizando o controle de assento (air check). Esta técnica consiste em supervisionar-se a peça, devidamente encostada em uma superfície de referência do
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