Cinco anos atrás, quando a Bend-Tech, uma empresa de Wisconsin especializada em máquinas de CNC de corte de canos e tubos, sistemas de dobra de canos e tubos, notou um aumento nos chamados de manutenção no local, ela rapidamente procurou a origem do problema. Assim, descobriu que a crescente popularidade do off-road e de outros esportes motorizados ao ar livre aumentou tanto a demanda pela fabricação de tubos e canos de metal que os clientes estavam pressionando a primeira entrada de mercado da Bend-Tech a atingir volumes de produção muito maiores do que jamais haviam previsto. A equipe voltou à prancheta e, com a ajuda de uma inovadora tecnologia de movimento linear híbrida da Thomson Industries, se concentrou em uma solução vencedora.
"Nossos sistemas permitem que os fabricantes de metal cortem tubos e canos com grande velocidade e precisão", disse TJ Merry, gerente de produção da Bend-Tech. "Isso melhora as capacidades de produção e, assim, seus resultados, ao realizar internamente serviços tradicionalmente terceirizados."
O crescente interesse em veículos personalizados para esportes motorizados ao ar livre resultou em uma demanda constante por canos e tubos fabricados. (Imagem cedida pela Busted Knuckle Off Road
A maioria dos negócios da Bend-Tech está em dois mercados, ambos com crescimento significativo. Muitos de seus clientes são fabricantes que criam corrimãos personalizados para edifícios industriais e públicos e são impulsionados pela construção e maior atenção à segurança pública. No entanto, sua maior oportunidade de crescimento é com lojas que modificam veículos como rock crawlers, carros de corrida e Jeeps para automobilismo off-road.
Depois que sua entrada inicial no mercado provou que ela não estava à altura das demandas de produção de alto volume, ela construiu o maior sistema de corte, marcação e gravação a plasma Dragon A400, que funcionava com praticamente tudo que era colocado nele, mas havia outro desafio: embora tenha sido bem recebido por clientes maiores, foi difícil para alguns clientes justificar o custo cerca de três vezes maior que o do Dragon A250. "O que precisávamos era algo intermediário", disse Merry. "Sabíamos qual o preço de que precisávamos e, basicamente, tivemos que reduzir pela metade nosso custo de produção de máquinas sem comprometer a qualidade da produção."
Descobrindo onde cortar
A Bend-Tech Dragons tem três componentes principais: uma parte estrutural, um cabeçote de corte e marcação e um sistema de atuação guiado por software que controla o movimento da ferramenta. Depois de decidir eliminar algumas funções dos novos sistemas que estavam desenvolvendo, a atenção para a redução de custos voltou-se para os sistemas de movimento linear.
A Bend-Tech conta com os conjuntos de atuadores lineares da Thomson para controle de movimento consistente e preciso em seus sistemas de corte, marcação e gravação a plasma.
"A Thomson fez os sistemas lineares que forneciam o controle de movimento em nosso A400, então recorremos a eles em busca de ideias sobre como poderíamos fazer um sistema de nível de produção por um preço mais baixo", disse Merry. "Também pesquisamos outros fornecedores de tecnologia linear, mas, como fez por nós no passado, a Thomson nos apresentou a solução ideal."
A solução da Thomson integrou uma versão menor e mais simples do sistema do que a projetada para o sistema de atuação do A400, mas com um mecanismo de acionamento completamente diferente. Cada A400 usa duas corrediças lineares da Série Thomson 2DB aparafusadas em uma configuração cruzada para controlar os eixos A e Z. Uma posiciona o cabeçote no plano horizontal, enquanto a outra move as ferramentas de corte, marcação e gravação para cima e para baixo em um eixo vertical. Cada eixo é conduzido por um parafuso esférico de 2 pés alimentado por um motor de passo. O comprimento longo do parafuso exige rolamentos de suporte em ambas as extremidades e um acoplamento especial no passo.
Com a experiência de engenharia criativa e de redução de custos da Thomson, a Bend-Tech conseguiu desenvolver o Dragon A250 para ajudar a atender à crescente demanda do mercado.
No novo Dragon A250, a Thomson começou com um eixo mais curto, um parafuso de avanço de 11 polegadas com um drive de 6 polegadas, o que eliminou a necessidade de suporte em ambas as extremidades. Isso permitia especificar um parafuso de avanço motorizado (MLS) que não precisa ser apoiado em ambas as extremidades porque os rolamentos dentro do motor suportam a carga. E, como o parafuso de avanço e o rotor do MLS são combinados em uma peça, não é necessário o acoplamento externo do parafuso e do rotor.
"A maneira como a Thomson projetou os componentes é muito inteligente", disse Merry. "Ela reduz o custo mantendo o mínimo de componentes. Usar um motor com um parafuso de avanço integrado em vez de um parafuso esférico reduz o custo de acoplamento do parafuso e do motor e todo o hardware de suporte que os acompanha."
O conjunto de controle de movimento de baixo custo que a Thomson personalizou para a Bend-Tech integrou um parafuso de avanço motorizado acionado por motor de passo em uma corrediça linear acionada por parafuso esférico. A corrediça da Thomson aparafusada em uma formação cruzada para mover a tocha de corte a plasma e as ferramentas de marcação presas ao outro lado da placa vermelha à direita.
O novo conjunto de controle de movimento é menor do que o sistema usado no A400, mas é muito semelhante com trilhos redondos, rolamentos, blocos e um carro. Merry disse que o fato de o novo sistema se parecer exatamente com uma versão menor do sistema anterior também era um ponto atrativo dele porque proporcionava continuidade.
Reduzir o custo da repetibilidade
Em operação, o sistema de atuação se conecta a um PC Windows que hospeda o software CAD/CAM que armazena parâmetros de projeto como comprimentos, ângulos de dobra, rotações e características do material de cada cliente. O sistema de controle de movimento recebe essa informação e segue a sequência pré-programada, permitindo que a ferramenta alterne automaticamente entre corte a plasma ou marcação de peças. Tanto no A400 quanto no A250, todos os cortes e marcações devem estar dentro de uma tolerância de +/- 0,010".
O software CAD/CAM do Dragon A250 é pré-programado com parâmetros de projeto, que orientam o conjunto de movimento linear da Thomson, controlando o movimento do sistema e alcançando alta repetibilidade.
Reforçando essa alta precisão estão os sensores de posição que estabelecem um ponto zero e registram qualquer variação dele. No A400, os sensores se estendiam para a lateral do conjunto do atuador. Toda a fiação ficava alojada em uma estrutura extrusada, parecida com uma alça de alumínio, que ia de uma extremidade do conjunto à outra. No projeto do A250, a Thomson condensou todos os interruptores de limite em sistemas eletrônicos, fabricou uma bolsa no bloco final e criou um orifício no qual o sensor pudesse ser aparafusado. O suporte às demandas de precisão, dessa maneira, sem acessórios externos, reduziu ainda mais o custo do sistema.
Os sensores fornecem ao A250 alta repetibilidade, precisão e confiabilidade, ao mesmo tempo em que reduzem o custo do sistema, eliminando a necessidade de pendurar um acessório de sensor na lateral do conjunto de atuação.
Também contribuindo para o que Merry chamou de confiabilidade "perfeita" foi o pré-carregamento de uma porca com rosca ACME. O alinhamento de fábrica do parafuso esférico e da porca de polímero composto resultou em muito menos folga do que o conjunto do parafuso esférico original, que usava uma porca moldada padrão.
Determinado ao sucesso
No dia em que a Bend-Tech anunciou a disponibilidade do Dragon A250, vendeu quatro sistemas e a demanda tem se mantido estável desde então. Alguns clientes de médio porte que usavam métodos manuais estão prevendo um aumento de mais de 500% na produtividade. E com o interesse em atividades ao ar livre aumentado por quarentenas relacionadas à pandemia e perspectivas de um boom de construção gerado pela recuperação econômica, a Bend-Tech está bem posicionada para o sucesso contínuo.