Três pernas se movem mais rapidamente do que duas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2005

Dependendo do conceito a partir do qual foram construídas, as máquinas-ferramenta automatizadas - robôs industriais, tornos, fresas etc. - realizam seus movimentos de forma seqüencial ou simultânea. O movimento simultâneo, tecnicamente conhecido como cinemática paralela, é muito mais rápido e preciso, mas muito mais difícil de ser controlado.

Os termos "serial" e "paralelo" são muito familiares no ambiente dos microcomputadores: serial significa que os dados são enviados em seqüência, um bit de cada vez; paralelo significa que os bits são enviados lado a lado, viajando em conjuntos de oito.

No universo das máquinas-ferramenta, uma estrutura serial é aquela na qual cada movimento vem sempre depois do anterior - é assim que os robôs industriais funcionam - cada eixo movendo-se depois que o anterior completou seu movimento.

Esse movimento em série limita a velocidade dos equipamentos. Resolver esse problema significa incorporar complexos circuitos adicionais, que encarecem os equipamentos e os tornam maiores e menos flexíveis.

A cinemática paralela oferece uma solução muito melhor. Um bom exemplo é uma máquina de três "pernas", apresentada nesta semana por engenheiros do instituto de pesquisas alemão Fraunhofer.

As três pernas do equipamento são conectadas por meio de articulações a uma plataforma. No lado oposto ao tripé, a plataforma móvel recebe juntas esféricas, que seguram o motor e as ferramentas propriamente ditas.

Isto permite que a cabeça da ferramenta seja girada continuamente no eixo C, inclinada até 30 graus no eixo A e se mova 30 centímetros no eixo Z. Dois eixos lineares adicionais transformam o equipamento em uma máquina de 5 eixos. Para ser inserido no sistema de controle numérico, as coordenadas ortogonais da peça que está sendo trabalhada têm antes que ser transformadas nas coordenadas paralelas das pernas.

Como o equipamento de cinemática paralela tem que mover uma massa muito menor, ele acelera muito mais rápido do que as máquinas convencionais. As cargas e forças podem ser geradas simultaneamente pelas diversas pernas, o que causa uma deformação muito menor, ou seja, aumenta-se a precisão do equipamento.

"O tempo de processamento para peças complicadas, com superfícies de alta curvatura, é reduzido em 70 por cento em comparação com as máquinas de 5 eixos convencionais," explica Steffen Nestmann, engenheiro coordenador do projeto.

A instituição não anunciou prazo para início da comercialização do novo equipamento.