Calhas articuladas para uma máquina de corte por jato de água 3D XXL

• O que era necessário: Calha articulada de polímero da série E4.1, cabos de energia chainflex, cabo de bus CAN,  sistema guidelok para calha articulada
• Requisitos: As cabeças de corte deviam ser alimentadas de forma segura com energia, sinais, ar comprimido e água, deslocar-se até 32 m e funcionar a uma velocidade máxima de deslocação de 20 m/min. Devido à fricção e às limalhas, o percurso superior não podia deslizar sobre o percurso inferior.
• Setor de atividade: Máquinas-ferramentas
• Sucesso para o cliente: Graças ao sistema guidelok, foi possível garantir uma forte orientação da pista superior com poucos componentes e meios simples. A vida útil da corrente é aumentada e as limalhas não a podem danificar.

A Ridder é conhecida como especialista em corte por jato de água: Os jactos de água exercem uma pressão quase inimaginável (3.800 bar) para separar metais e plásticos. As vantagens do processo "cold" são o facto de não se desenvolverem emissões nocivas durante o corte e de a superfície de corte ficar com um acabamento perfeito, mesmo sem retrabalho. E não há distorção no corte.
A Ridder desenvolveu originalmente sistemas com uma mesa de corte para maquinação 2D. Mais tarde, foram adicionados sistemas de robots lineares 3D da série Waricut que se moviam em eixos verticais. Mas esta é a maior máquina que a Ridder colocou em funcionamento até à data:
O Grupo Anssems, sediado nos Países Baixos, encomendou uma máquina de corte por jato de água de cinco eixos com um volume de corte de 32.050 x 5.050 x 1.900 mm (eixos X/Y/Z) para a produção de reboques para cavalos. Duas pontes, cada uma com uma cabeça de corte 3D, movem-se em veios robotizados de 32 metros. A máquina está dividida em quatro cabines para que as duas cabeças de corte possam processar um componente enquanto as outras duas cabines estão a ser substituídas. Isto assegura a utilização contínua do sistema. Cada cabeça de corte pode deslocar-se para as quatro cabinas, assegurando uma elevada flexibilidade e disponibilidade.
A tarefa da máquina de corte por jato de água na produção será processar as superestruturas de plástico reforçado com fibra de vidro que foram laminadas e formadas nas etapas de trabalho anteriores e fazer cortes nas portas do atrelado para cavalos, por exemplo. Enquanto os sistemas funcionam normalmente com uma precisão de ≤ ± 20µm por metro, os longos trajectos significam que este sistema tem uma precisão de 50µm. Os engenheiros de projeto da Ridder tiveram de resolver o problema da alimentação das cabeças de corte com energia, sinais, ar comprimido e (claro) água. As elevadas velocidades máximas de deslocação do eixo linear (20m/min) também tiveram de ser tidas em conta. Mas o maior problema era o longo curso. Com estes comprimentos, a parte superior da corrente tem uma grande probabilidade de se apoiar simplesmente na parte inferior (princípio da calha articulada deslizante). Assim, este sistema não poderia deslizar por duas razões: O enchimento pesado e a longa distância percorrida teriam gerado demasiado atrito. E a linha de alta pressão para o abastecimento de água requer um raio de curvatura maior, pelo que o princípio da "corrente sobre corrente" estava fora de questão.

Os projectistas optaram por uma solução que já deu provas noutros sistemas Ridder: Uma calha articulada em polímero da série E4.1. A calha articulada tem 100 mm de largura e 56 mm de altura. Para além do cabo de alta pressão com um diâmetro de 1/4 de polegada, contém também os cabos de energia chainflex especiais para a cabeça de corte 3D, que são adequados para o movimento contínuo, e os cabos CAN bus para comunicação. Uma barra transversal central assegura uma separação fiável entre o cabo de alta pressão e o cabo elétrico. Para manter as duas correntes o mais curtas possível, com um percurso de 32 metros, a alimentação é efectuada a meio do percurso.
No entanto, também foi necessário encontrar uma solução para o problema da queda da corrente. Se as aparas se acumularem na parte superior do percurso inferior, o princípio da corrente deslizante tem de ser abandonado, porque as aparas podem danificar as peças da corrente que deslizam umas sobre as outras. Para estes casos, foi desenvolvido o chamado sistema guidelok para calhas articuladas, que permite guiar o percurso superior de forma autónoma. Este sistema consiste em elementos de suporte dispostos em pares, nos quais são montados suportes de rolos giratórios. Quando a corrente é guiada através dos suportes, os suportes de rolos rodam para dentro e depois para fora para guiar a corrente. A corrente superior apoia-se assim no suporte de rolos e mantém a distância em relação à corrente inferior. Este princípio tem também a vantagem de o raio de curvatura da corrente poder ser determinado livremente: Resulta simplesmente da altura a que os suportes de rolos são fixados.
Desta forma, é possível assegurar um guiamento muito forte do curso superior com meios muito simples e poucos componentes - e o comprimento sem suporte da calha articulada pode ser aumentado consideravelmente. Uma vez que a corrente no sistema guidelok é guiada por rolos, é necessária muito pouca força de tração/empurrão para a movimentar, o que garante um funcionamento energeticamente eficiente e suave da corrente.
Os resultados dos testes confirmaram agora também o desempenho do sistema. Quando entra em funcionamento, vários dispositivos com superestruturas de reboque são posicionados com precisão numa cabina, e um programa CAD/CAM 3D permite o processamento totalmente automático das superestruturas de plástico reforçado com fibra de vidro. A cabeça de corte móvel, que pode girar ± 95° e rodar ± 540°, permite cortar mesmo em áreas de difícil acesso. E enquanto o sistema está a trabalhar com o seu programa em duas cabines, as outras duas já podem ser carregadas com novos componentes.