ANÁLISE DOS TEMPOS DE PRÉ-AJUSTAGEM DE FERRAMENTAS DE CORTE VIA INTERNET

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1 AÁLISE DOS EMPOS DE PRÉ-AJUSAGEM DE FERRAMEAS DE CORE VIA IERE Autoes: Pof. D. Milton Vieia Junio Univesidade Metodista de Piacicaba - Rod. Santa Bábaa/Iacemápolis, Km, Santa Bábaa d Oeste - São Paulo Basil CEP: Fone (9) (amal 767) mvieia@unimep.b Pof. D. Alexande adeu Simon Univesidade Metodista de Piacicaba - Rod. Santa Bábaa/Iacemápolis, Km, Santa Bábaa d Oeste - São Paulo Basil CEP: Fone (9) (amal 767) atsimon@unimep.b Msc. Ivan Coe Univesidade Metodista de Piacicaba - Rod. Santa Bábaa/Iacemápolis, Km, Santa Bábaa d Oeste - São Paulo Basil CEP: Fone (9) (amal 233) ivcoe@unimep.b Ronaldo de Oliveia Matins Univesidade Metodista de Piacicaba - Rod. Santa Bábaa/Iacemápolis, Km, Santa Bábaa d Oeste - São Paulo Basil CEP: Fone (9) (amal 233) omatin@unimep.b aiana Almeida Feeia dos Santos Univesidade Metodista de Piacicaba - Rod. Santa Bábaa/Iacemápolis, Km, Santa Bábaa d Oeste - São Paulo Basil CEP: Fone (9) (amal 233) tasantosa@unimep.b

2 Resumo Dada a necessidade de se aumenta cada vez mais à eficiência dos pocessos de manufatua, um gande esfoço vem sendo alocado na melhoia e otimização dos tempos de pepaação de máquinasfeamenta. Estes tempos epesentam uma pacela significativa do tempo total de podução de uma empesa, pincipalmente pela tendência da empesa possui uma linha divesificada de podutos, com pequenos e médios lotes de podução. Devido a estes fatoes, os tempos de pepaação das máquinas têm fote influência na eficiência de uma empesa e na fomação dos custos das peças poduzidas pela mesma. Atualmente, estão disponíveis no mecado sistemas e/ou equipamentos de pé-ajustagem de feamentas (pesettes) que possibilitem eduzi o tempo da opeação de pé-ajustagem de feamentas e, conseqüentemente, o custo do pocesso. Entetanto, este tipo de tecnologia ainda não se difundiu paa a gande maioia das empesas do paque industial basileio, devido, segundo autoes, a fatoes elacionados à falta de conhecimento po pate das empesas sobe as vantagens ofeecidas e pincipalmente pelo custo destes sistemas. Potanto o pesente atigo popõe uma feamenta de análise do pocesso de pé-ajustagem de feamentas, disponível em modo eletônico (intenet), que possibilite aos empesáios, atavés de dados povenientes dos pocessos de pé-ajustagens de feamentas ealizados pela empesa, simula, analisa e compaa o impacto da utilização, ou não, deste tipo de sistema pela empesa. Palavas chave: pesettes, pé-ajustagem de feamentas, feamentas de apoio a tomada de decisão, intenet. 2

3 . Intodução Os longos tempos de setup, ainda são uma ealidade em muitas empesas de usinagem, em especial nas empesas basileias.o setup é uma das atividades que não agega valo ao poduto, e necessita se eduzindo o quanto possível (CHAESKI, 2002). De acodo com Hanson (999), o foco pincipal de uma empesa de usinagem é mante a máquina-feamenta emovendo cavaco continuamente, mas cetamente é impossível alcança este objetivo em sua plenitude, entetanto, com o uso de técnicas, métodos e equipamentos que possibilitem a edução dos tempos de setups, tendem a eduzi o tempo impodutivo do pocesso de usinagem. Uma das técnicas que pode se utilizada paa edução do tempo de setup em máquinas CCs, é o uso de pesettes paa otimiza a opeação de pé-ajustagem de feamentas, tendo em vista que este tipo de opeação é ainda ealizada manualmente pela gande maioia das empesas, o que demanda um alto tempo de máquina paada. A abela, apesenta a compaação de um pocesso de usinagem utilizando pé-ajustagem de feamentas com sistemas pesette, com uma empesa que ealiza esta opeação manualmente na pópia máquina. abela - Redução de tempo de pepaação em cento de usinagem atavés da pé-ajustagem de feamentas (ZOLLER & DAVIS OOL, 2000 apud SIMO, 200). Opeação Feamenta pé-ajustada Feamenta ÃO pé-ajustada Coloca a feamenta no magazine 20 s 20 s Move até a supefície da peça, calcula a coeção, move a feamenta de volta paa a posição anteio s Enta com a coeção da feamenta 30 s 30 s Executa a usinagem Igual Igual Veifica dimensão s empo necessáio paa pepaação de uma feamenta 50 s 30 s Redução de tempo atavés da pé-ajustagem Fonte: ZOLLER & DAVIS OOL, 2000 apud SIMO, s (2,66 min) Atualmente, estão disponíveis no mecado váios sistemas paa pé-ajustagem de feamentas, divididos em dois gupos pincipais: Extenos (Figua a), que pemitem executa o ajuste das feamentas peviamente e foa da máquina de maneia ápida e pecisa e os dados podem se tansfeidos automaticamente ao comando da (SIMO, 200); e Intenos (Figua b), que ealizam a medição das feamentas automaticamente dento da máquina e também são utilizados paa detecta desgaste e queba de feamentas em pocesso. Entetanto, estes equipamentos ainda não estão sendo utilizados em laga escala pelas empesas de usinagem no Paque Industial Basileio. Fullone (2002) e Aonson (2000), aceditam que sistemas de pesetting ainda não foam usados em seu total potencial po duas azões: Falta de conhecimento po pate das empesas sobe as vantagens ofeecidas e, pincipalmente, pelo custo destes sistemas. A falta de conhecimento é um obstáculo que dificulta algumas empesas a faze os sistemas de pesetting seem aceitos. Muitos empesáios, aceditam que sistemas de pesetting só são efetivos e possibilitam etono do investimento paa empesas que possuem pocessos de usinagem com lotes divesificados, o qual equeem epetitivas pé-ajustagens de feamentas (HASO, 999; FULLOE, 2002). 3

4 Fonte: IDC (2005) Fonte: Blum (2005) a) b) Figua : a) Sistema pesette exteno; b) Sistema pesette inteno Este conhecimento pacial dos benefícios popiciados pela implantação desta tecnologia nas empesas ficou evidenciado em uma pesquisa exploatóia ealizada po Vieia et al. (2006), com um gupo de 5 empesas das cidades de Santa Bábaa d Oeste e Piacicaba SP. Destas, 8 conheciam este tipo de tecnologia, 5 não conheciam, e apenas 2 utilizavam estes sistemas. Entetanto, pôde se identificado que todas as empesas pesquisadas tinham dificuldades em analisa os benefícios popiciados pela tecnologia, especialmente em elação ao custo/benefício..2. Intenet A intenet há algum tempo tem mudado a vida das pessoas em todo o mundo, sendo que uma das pincipais caacteísticas da mesma é a efetiva eliminação das distâncias paa a toca de infomação (FERREIRA et al., 2003). Em elação a sua utilização em um ambiente industial, a Intenet já tem dado uma gande contibuição à manufatua, pois pemite que haja uma inteligação ente difeentes depatamentos de uma mesma empesa visando a toca de infomações paa a ealização do ciclo total de desenvolvimento do poduto (ÁLVARES et al., 2003). Uma outa contibuição da Intenet paa a manufatua é a disponibilização de softwaes de apoio a tomada de decisão paa as empesas. Andiolli (200) apesentou uma metodologia paa a fabicação de peças a distância; Álvaes (2002) popôs um sistema de telemanufatua baseado na web oientado ao pocesso de oxicote; Feeia et al (2003) desenvolveu pogamas paa intenet visando à deteminação do tamanho de lote ótimo e balanceamento de linha; Álvaes et al. (2003) apesentou as vantagens do uso da intenet no auxílio da telemanufatua..3. Objetivo Potanto, atavés do panoama apesentado o pesente atigo popõe uma feamenta de análise do pocesso de pé-ajustagem de feamentas, disponível em modo eletônico (intenet), que possibilite aos empesáios, atavés de dados povenientes dos pocessos de pé-ajustagens de feamentas ealizados pela empesa, simula, analisa e compaa o impacto da utilização, ou não, deste tipo de sistema pela empesa. 2. Mateiais e Métodos A segui seão apesentadas as etapas paa o desenvolvimento da poposta, divididas em fomulação do questionáio, equacionamento e desenvolvimento do pogama com acesso via intenet. 4

5 2.. Fomulação do questionáio Segundo agiacane (989) e ochim (2000), gande pate da autenticidade de uma pesquisa depende da eficiência do questionáio desenvolvido, sendo assim, sua elaboação deve se feita de uma maneia citeiosa, claa e delimitada paa evita que as peguntas sejam ambíguas dando esultados muito divesos em elação ao objetivo eal espeado. A segui seão apesentadas as questões inseidas no questionáio on-line, fomuladas po Vieia et al. (2006): ) Quantas máquinas CC a empesa possui?.) Centos de usinagem;.2) onos;.3) Fesadoas;.4) Mandiladoas 2) Quantas feamentas são necessáias, em média, paa usina uma peça típica no...? 2.) Centos de usinagem; 2.2) onos; 2.3) Fesadoas; 2.4) Mandiladoas 3) Quantas pé-ajustagens de feamentas são feitas em média po tunos de tabalho nos.? 3.) Centos de usinagem; 3.2) onos; 3.3) Fesadoas; 3.4) Mandiladoas 4) A pé-ajustagem das feamentas é ealizada... 4.) Manualmente; 4.2) Com pesetting inteno; 4.3) Com pesette exteno 5) Quantos apaelhos de pesettes (pé-ajustagem) a empesa possui? 5.) Inteno; 5.2) Exteno; 5.3) enhum dos tipos. 6) Se nenhum, ou o númeo de pesettes não são compatíveis com o númeo de máquinas existentes em seu chão de fábica, poque? 6.) Custo muito alto; 6.2) ão conhece; 6.3) Difícil acesso; 6.4) Falta infomação 2.2. Fomulação das equações Segundo Agostinho (998), o índice de utilização (I u ) de uma máquina ou equipamento define o pecentual de tempo ealmente tabalhado ou tempo efetivamente disponível paa o tabalho ( t ) que é dado pela difeença ente o tempo disponível ( d ) e o tempo impodutivo ( I ), consideando-se () máquinas em estudo. (Equação ) I u di = di Ii ou I u Ii () = di Paa a atividade de supote de pé-ajustagem de feamentas, a analise é feita na situação em que a atividade é executada na máquina com usinagem expeimental e/ou manual. Duante a execução dessa opeação a máquina não está poduzindo cavaco. A técnica utilizada como efeência paa análise é a execução dessa atividade com apoio de um apaelho de pé-ajustagem de feamenta (pesette). esta condição pate do tempo de pepaação é tansfomado em pepaação extena, aumentando a disponibilidade da máquina paa opeação. Segundo Simon (200), o índice de utilização de máquinas-feamenta CC é dada pela seguinte equação (Equação 2): 5

6 I uf = Ifi dfi (2) Onde, Ifi é o tempo impodutivo decoente da pé-ajustagem de feamenta paa uma máquina (i); dfi é o tempo total disponível de uma máquina (i); e é a quantidade de máquinas em estudo. O tempo impodutivo ( Ifi ) é função do tempo adicional gasto na atividade de pé-ajustagem de uma feamenta ( afi ) quando não se utiliza apaelho de pé-ajustagem, do númeo de pepaações ( pafi ) executadas no peíodo em estudo, e do númeo de feamentas ( fi ) necessáias a cada pepaação (paa usina a peça). O tempo adicional ( afi ) é obtido a pati de estudos de tempos nos quais se compaam os tempos gastos na atividade de pé-ajustagem de feamentas utilizando-se a técnica da usinagem expeimental, com os gastos utilizando-se apaelho de pé-ajustagem exteno de feamentas. Paa efeito de cálculo, sugee-se utiliza os esultados dos estudos de tempo fonecidos pelos fabicantes de apaelhos de pé-ajustagem de feamentas, paa divesos tipos de máquina. Potanto o cálculo do tempo impodutivo da pé-ajustagem de feamenta paa uma máquina ( Ifi ) é dado pela Equação 3 Ifi = afi. pafi fi então: I f = Ifi = afi... (3) O tempo adicional ( afi ) gasto na atividade de pé-ajustagem de uma feamenta é em função das caacteísticas específicas de cada máquina e, potanto, vaia de um tipo de máquina paa outo. O númeo de pepaações ( pafi ) executadas no peíodo vaia em função do mix e cadência de podução de cada tipo de máquina, e o númeo de feamentas ( fi ) necessáias em cada pepaação (paa executa a peça) vaia em função do tipo de peça e de máquina. Desta foma o tempo impodutivo deve se expesso em função dos gupos de máquinas em estudo, consideando-se (n) gupos de máquinas constituídos de, v,..., w máquinas (Equação 4). = I f Ifi =.( af. paf. f ) + v.( af 2. paf 2. f 2 ) w.( Já o tempo total disponível é dado pela soma dos tempos totais disponíveis de cada gupo de máquinas no peíodo em estudo, consideando-se (n) gupos de máquinas constituídos de, v,..., w máquinas (Equação 5). afn pafi. pafn fi. fn ) (4) dfi =. df + v. df w. dfn ou = ( + v w). (5) dfi df Potanto, substituindo a equação do tempo impodutivo total decoente da pé-ajustagem (Equação 4) em elação ao tempo total disponível da máquina (Equação 5) na equação do índice de utilização de máquinas CC (Equação 2), obtém-se a expessão apesentada na Equação 6: I uf [(. af. paf. f ) + ( v. af 2. paf 2. f 2 ) ( w. afn. pafn. fn ) = (6) ( + v w). df 2.3. Desenvolvimento do pogama O pogama paa análise dos tempos de pé-ajustagem de feamentas de cote, foi desenvolvido utilizando o Sistema de questionáio on-line, um ecuso disponível no web-site da Univesidade Metodista de Piacicaba (UIMEP). 6

7 O sistema de questionáio on-line possui um banco de dados, que amazena todas as infomações geadas pelos voluntáios (empesas que paticipam da pesquisa) e aplicam as fomulações desejadas paa a análise dos esultados. 3. Resultados e discussões O pogama de análise dos tempos de pé-ajustagem de feamentas de cote via intenet, está sendo testado po empesas da cidade de Santa Bábaa d Oeste e Piacicaba, paa validação desta feamenta de supote a tomada de decisão, e paa que as empesas paticipantes possam opina e sugestiona melhoias na adequação desta feamenta aos paâmetos industiais. A Figua 2 apesenta a inteface do questionáio on-line desenvolvida até o pesente momento. Figua 2 Inteface do questionáio on-line O pesente pogama dispõe de um cadasto a se peenchido pelas empesas que tiveem inteesse em ecebe infomações (atigos científicos e/ou técnicos), elacionadas à otimização do pocesso de pé-ajustagem e feamentas, especialmente na aplicação dos sistemas de pesetting. O esultado da análise dos tempos de pé-ajustagem de feamentas de cote, efeentes ao tempo impodutivo e índice de utilização da máquina CC, equacionados anteiomente, seão apesentados automaticamente após o peenchimento do questionáio, o que possibilita simula e analisa os pocessos de usinagem com o uso ou não de sistemas de pé-ajustagem de feamentas. 4. Conclusão A feamenta de análise dos tempos de pé-ajustagem de feamentas de cote via intenet, está em fase final de desenvolvimento e validação po 0 empesas de usinagem selecionadas paa a pesquisa, e espea-se que esta feamenta de apoio a tomada de decisão possa se utilizada em beve pelas empesas de usinagem do Paque Industial Basileio paa a análise do impacto, do uso ou não da técnica de péajustagem de feamentas automática, especialmente em elação ao custo-benefício. 7

8 Refeências Bibliogáficas Agostinho, O.L. Os sistemas devem se adapta ao desejo dos consumidoes. Máquinas e Metais, São Paulo, v.27, n.37, p.44-5, 999. ÁLVARES, A.J.; FERREIRA, J.C.E.; FERADEZ, C.A. Um sistema de elemanufuatua Baseado na WEB Oientado ao Pocesso de Oxicote.. In: ECORO ACIOAL DE EGEHARIA DE PRODUÇÃO, 2002, Cuitiba-PR. Anais... EEGEP ÁLVARES, A.J.; FERREIRA, J.C.E.; FERADEZ, C.A. A intenet no auxílio da telemanufatua. Máquinas e Metais, São Paulo, ano 40, n.453, p.4-27, out., ADRIOLLI, G.F; FERREIRA, J.C.E. Uma Metodologia paa a Fabicação de Peças à Distância. In: COGRESSO BRASILEIRO DE EGEHARIA MECÂCIA, 200, Ubelândia-MG. Anais... COBEM 200. AROSO, R.B. Pesetting: Pelude to Pefection. Manufactuing Engineeing, Deabon, vol.24, n.2, p.86-9,fev., BLUM. Lase Contol. Disponível em: < Acesso em 9 dez CHAESKI, W.S. Some simple ideas fo setup eduction. Moden Machine Shop, Cincinnati, v.75, n., p.50-52, jun., FERREIRA, J.C.E.; ADRIOLLI, G.F. Pogamas paa Intenet visando a deteminação do tamanho de lote ótimo e o balanceamento de linha. Mundo da Usinagem. Ed.3, p FULLOE, F. Pe-Cutting pep: Pe-Poduction Setup. Manufactuing Engineeing, Deabon, v.28, n.6, p.55-60, jun., HASO, K. Read, Peset, Go What ou need to know befoe setting tools offline. Cutting ool Enginneing Magazine, othebook, v.5, n.4, jun., 999. IDC. Cutte Pesette. Disponível em: < Acesso em 9 dez SIMO, A.. Condições de utilização da tecnologia CC: Um estudo paa máquinas-feamenta de usinagem na industia basileia p. Dissetação (Mestado em Podução) Faculdade de Engenhaia Mecânica, Univesidade de Estadual de Campinas, Campinas, 200. AGLIACARE, G. Pesquisa de mecado: técnica e pática. 2.ed. São Paulo: Atlas, 989. ROCHIM, W.M.K. Reseach methods knowledge base. 2.ed. Edition. Disponivel na Intenet em: < Acesso em 20 Dez VIEIRA JR., M.; SIMO, A..; CORRER, I.; MARIS, R.O. SAOS,.A.F. Estudo do nível de utilização de sistemas de pé-ajustagem de feamentas de cote em máquinas CC. In: COGRESSO USIAGEM, 2006, São Paulo-SP. Anais...Usinagem

9 Pof. D. Milton Vieia Junio Engenheio de Podução Mecânica fomado pela EESC-USP. Meste e Douto em Engenhaia Mecânica pela EESC-USP. Pofesso da UIMEP desde 990, coodenou de cuso po 9 anos e foi Dieto da Faculdade de Engenhaia da mesma po 4 anos. Atualmente, faz pate da Comissão do IEP paa o EADE dos cusos de Engenhaia de Podução. Pof. D. Alexande adeu Simon Engenheio Mecânico pela UESP-BAURU. Meste em Engenhaia Mecânica pela FEM-UICAMP e Douto em Engenhaia de Podução pelo FEAU-UIMEP. Atualmente, é pofesso da UIMEP, edito técnico da Revista Máquinas e Metais, e pesta consultoia na áea de implantação paa pogamas de Gaantia da Qualidade, implantação de Máquinas a Comando uméico, Planejamento e Contole da Podução e implantação de pojetos de Logística. Msc. Eng Ivan Coe Engenheio de Contole e Automação fomado pela Univesidade Metodista de Piacicaba - UIMEP e Meste em Engenhaia de Podução pela mesma. Desenvolve tabalhos de pesquisa voltados a sistemas de monitoamento paa otimização de pocessos de usinagem; como também pesquisas paa edução dos tempos de setup em máquinas feamentas CC, especialmente paa o pocesso de pé-ajustagem de feamentas. Ronaldo de Oliveia Matins écnico do Laboatóio de Automação da Manufatua da UIMEP e aluno do 3 ano de gaduação do cuso de Engenhaia de Contole e Automação da FEAU-UIMEP. aiana Almeida Feeia dos Santos Bolsista de Iniciação Científica FAPIC-UIMEP e aluna do 4 ano de gaduação do cuso de Engenhaia de Podução da FEAU-UIMEP. 9