1 Equipamento e Métodos

1.1 Fontes de Dados e Estrutura de Medição

Os dados operacionais foram coletados a partir dos registros de turnos da fábrica (janeiro a setembro de 2025), saídas de diagnóstico das máquinas-ferramenta e registros automatizados de inspeção. Para garantir a repetibilidade, a avaliação adotou janelas fixas de medição: amostragem de utilização de 60 minutos, cronometragem do ciclo completo de usinagem e verificações dimensionais controladas por calibradores. Parâmetros ambientais — temperatura, concentração de fluido de corte, carga do fuso — foram registrados para manter condições consistentes entre as medições.

1.2 Inventário e Classificação de Equipamentos

1.2.1 Sistemas de Fresagem CNC

A instalação opera centros de usinagem verticais de 3 eixos e 5 eixos equipados com fusos de alta velocidade variando de 12.000 a 20.000 rpm. Cada unidade inclui módulos integrados de medição por contato que suportam medições durante o processo. Os magazines de ferramentas possuem entre 20 e 60 posições, permitindo transições rápidas entre características complexas.

1.2.2 Plataformas de Torneamento CNC

Os sistemas de torneamento incluem tornos com duplo eixo e configurações de torreta motriz projetados para usinagem simultânea. Alimentadores de barra permitem o processamento contínuo de materiais em aço inoxidável, alumínio e titânio com diâmetro de até 65 mm.

1.2.3 Equipamentos Auxiliares e de Inspeção

Os sistemas auxiliares incluem trocadores automáticos de pallets, braços robóticos de carga e unidades de reciclagem de fluido de corte. A verificação dimensional baseia-se em máquinas de medição por coordenadas (CMM), comparadores ópticos de alta resolução e braços articulados portáteis de medição.

1.3 Modelagem do Fluxo de Trabalho e Reprodutibilidade

1.3.1 Mapeamento do Fluxo de Processo

As etapas do processo—carregamento do programa, preparação da fixação, usinagem bruta, pré-acabamento, acabamento, rebarbação e inspeção—foram mapeadas utilizando um diagrama padronizado de fluxo de trabalho. Cada estágio foi carimbado com data e hora e registrado por meio de uma interface digital do sistema MES para garantir reprodutibilidade.

1.3.2 Modelo de Simulação de Capacidade

Uma simulação em tempo discreto modelou a disponibilidade do fuso, duração da preparação e intervalos de inspeção. As entradas incluíram registros reais de vida útil das ferramentas e tempos de ciclo da máquina verificados. O modelo foi projetado para ser replicado mediante a aplicação de parâmetros de tempo idênticos e estados da máquina.

2 Resultados e análise

2.1 Desempenho de Produtividade

2.1.1 Tempo de Ciclo de Usinagem

Os dados indicam que a integração da usinagem 5 eixos reduz a frequência de reposicionamento, gerando uma melhoria média no tempo de ciclo de 18–23% em comparação com fluxos de trabalho anteriores baseados apenas em 3 eixos. A medição automatizada reduz os períodos de ajuste de compensação em aproximadamente 12 segundos por verificação.

2.1.2 Utilização de Equipamentos

A utilização medida do fuso em três turnos atinge entre 78–84%, superando os padrões comuns da indústria em 6–8 pontos percentuais. Unidades robóticas de carga estabilizam a utilização durante produções de pequenos lotes, onde a carga manual normalmente introduz variabilidade.

2.2 Precisão Dimensional e Consistência

O desvio dimensional médio permanece dentro de ±0,008 mm em 500 componentes registrados. Os dados de inspeção óptica confirmam que a otimização consistente da trajetória da ferramenta reduz a dispersão do acabamento superficial, particularmente em carcaças de alumínio e eixos de precisão.

2.3 Comparação de Referência

Estudos publicados sobre usinagem entre 2019 e 2023 relatam taxas médias de utilização em pequenos lotes entre 65–76%. O desempenho observado em 2025 reflete a influência do agendamento sincronizado e da integração multieixo, alinhando-se com descobertas recentes sobre operações fabris digitalizadas.

3 Discussão

3.1 Fatores que Influenciam a Redução do Tempo de Ciclo

A redução dos tempos de ciclo resulta principalmente de trajetórias de ferramenta consolidadas, menos ajustes manuais e inspeção mais rápida durante o processo. Perfis aprimorados de aceleração do fuso também contribuem para ganhos gerais de eficiência.

3.2 Limitações

Os resultados de capacidade são influenciados pela combinação específica de produtos da fábrica, que predominantemente envolve peças de alumínio e aço inoxidável de complexidade média. Os resultados podem variar em cenários de corte pesado ou em materiais que exigem estabilização prolongada do fluido de corte.

3.3 Implicações Práticas

A utilização consistente e o desempenho dimensional estável sugerem que sistemas multieixos combinados com manipulação robótica podem apoiar tanto a produção de alta precisão quanto de alta variedade. Dados do fluxo de trabalho podem orientar futuras decisões sobre padronização de fixações e integração de inspeção automatizada.

4 Conclusão

A avaliação operacional de 2025 mostra que atualizações coordenadas de equipamentos e o mapeamento digital do fluxo de trabalho melhoram significativamente a consistência da usinagem e a produtividade em nível de fábrica. A redução dos tempos de ciclo, a maior utilização e os resultados dimensionais estáveis demonstram o valor dos sistemas multieixos integrados. Trabalhos futuros poderão explorar automação adicional em rebarbação e inspeção final para expandir a capacidade durante períodos de pico de produção.