Relatório técnico "Smart Automation"

Como é que isso seria bom? Numa altura em que há escassez de mão de obra qualificada por toda parte, manter ou aumentar a produtividade na produção por usinagem sem automatização completa? Como isso pode funcionar? Calma! As soluções já existem há muito tempo. Aqueles que pensam e atuam de forma flexível, inovadora e aberta às tecnologias em tempos tão desafiadores podem marcar pontos – e não apenas com os seus clientes. Os funcionários também ficarão impressionados.

Briefing: "Pessoal, temos uma mudança de planos de última hora. Leo, pode, por favor, tornear 1000 terminais esféricos à medida no torno Haas no turno da manhã? E Ria, por favor, faça o acabamento de 200 engrenagens no centro de usinagem Hedelius. "Tudo bem, chefe, sem problema. Obrigado”. Boa noite e até amanhã." 

O que funciona hoje será um desafio amanhã

Até agora, tudo bem. E amanhã – quando já não houver um torneiro Leo e uma fresadora Ria em número suficiente? Sem a automatização, será cada vez mais difícil manter ou aumentar a produtividade na produção por usinagem, numa altura em que há escassez de mão de obra qualificada por toda parte. E os desafios para os fabricantes ainda nem sequer começaram. Quando os baby boomers se aposentarem nos próximos anos, perder-se-á mais mão de obra especializada de elevado desempenho.

E então? O que fazer? Automatização controlada por software com robôs ou novas máquinas com encadeamento? Muito rígida, muito cara e inviável para cancelamentos de curto e médio prazo de lotes individuais de uma cota anual. É preciso encontrar uma solução simples que possa ser implementada de forma célere, flexível e econômica com as máquinas disponíveis e as pessoas restantes. A boa notícia: ela já existe. A automatização parcial flexível aumenta a produtividade fora e entre as – Atenção! - máquinas existentes. Em suma: Smart Automation.

Otimizar soluções existentes com soluções que já existem

Um exemplo: células de carga. "Não é nada de novo.", poderão dizer. É verdade. Mas, com tantos fornecedores avançando com produtos equivalentes, é importante encontrar o mais adequado para si e para a sua produção. Por isso, vamos analisar mais atentamente. O que é que uma célula de carga deve ser capaz de fazer? Perguntamos. Então, o mais importante para os utilizadores é que uma célula de carga possa ser montada rapidamente, seja fácil de operar e programar e se pague rapidamente. No cotidiano, deve ocupar o menor espaço possível, não restringir o acesso à máquina e deve poder ser utilizada de forma rápida e flexível. Além disso, os requisitos incluem que seja expansível e esteja disponível equipamento adicional opcional. Uma unidade giratória para as peças de trabalho e outras características, como a limpeza direcionada de componentes, são frequentemente mencionadas. Uma adaptação flexível do armazenamento de peças a peças de trabalho de diferentes tamanhos e alturas também é importante para muitos.

O que também se destaca nessa pesquisa é que muitos querem um fornecedor que saiba exatamente o que acontece durante os processos de estilhaçamento na mesa de máquina. Isto porque tendem a pensar mais em termos de soluções e menos em termos de produtos. Por exemplo, é mais provável que se confie em fornecedores que também dispõem de soluções adequadas de fixação e de dispositivos. É menos importante qual o fabricante que providencia o robô. O preço também desempenha um papel menos decisivo se um aumento correspondente da produtividade garantir um curto período de amortização.

"Hoje é Natal?"

Quem se deparar com o flexível sistema de carga por robô Smart Automation da Andreas Maier GmbH & Co. KG (AMF) enquanto procura a solução adequada, pode já sentir que é Natal. A nova solução apresentada na EMO 2023 automatiza o manuseio de peças de trabalho em tornos e centros de usinagem existentes. Um robô de 6 eixos, rapidamente configurado e intuitivamente programado, assume o equipamento e a descarga através do transporte com um empilhador. Retira peças brutas de uma das dez gavetas que se encontram por baixo dele, que ele próprio abre previamente, coloca-as na máquina para a usinagem, vira-as se necessário e retira a peça acabada para ser guardada numa gaveta prevista para o efeito. Perfeito! Que mais se pode desejar? - Disponível em breve.

Se a máquina não tiver abertura automática da porta, a Smart Door da AMF resolve isso. A unidade, que pode ser equipada em qualquer altura a muitas máquinas padrão no mercado, abre e fecha automaticamente a porta da máquina. Se as peças de trabalho usinadas precisarem serem limpas por conta dos resíduos de produção, o robô transfere-as para uma unidade de limpeza Smart Cleaning que pode ser posicionada em frente. Aí, as peças são limpas antes de passarem para possíveis etapas seguintes de processo ou para a expedição. Uau! Parece muito promissor. É possível ser mais específico?

Nem sequer um metro quadrado e nenhum invólucro

Claro que sim. Tudo começa com a programação. "Pode ser feito na tela de forma intuitiva, sem conhecimentos de programação", promete o Diretor de Gestão de Produtos Erik Laubengeiger da AMF em Fellbach. Isto é especialmente importante, quando os números de peças dos pedidos de produção são cada vez menores e com mais variantes. Atualmente, não há nada mais compacto. O Smart Automation ocupa a superfície mais pequena do mercado. Com 1000 x 960 mm, a célula de carga requer menos de um metro quadrado de área de instalação. Assim, o acesso à máquina é possível ao operador em qualquer altura. Nesse momento, naturalmente o robô já está imobilizado. Isto porque um scanner de chão funciona como alternativa economizadora de espaço a um invólucro e garante a segurança do funcionário, desacelerando inicialmente o robô que, por fim, se imobiliza por completo.

O fabricante consegue esta pequena área montando o robô KUKA de 6 eixos com uma capacidade de carga útil de 10 kg na parte superior e não na lateral. Na extremidade do robô de 6 eixos há uma pinça dupla com bocal de limpeza integrado. Graças a diferentes geometrias de pinças, pode remover uma peça acabada e trocar por uma peça bruta num único ciclo. Uma unidade opcional giratória e de posicionamento permite que as peças sejam processadas com precisão em todos os lados.

O suprimento de peças também é viável para turnos sem operadores

Na parte inferior, há um carrinho de peças de trabalho com dez gavetas com placas de grade que o robô abre e fecha de forma autônoma. Nestas, dependendo do tamanho da peça de trabalho, os utilizadores podem colocar até 2000 peças brutas e prontas. Em função da altura dos componentes, existem carrinhos com diferentes alturas de gaveta. Isto aumenta a flexibilidade. Naturalmente, a capacidade é reduzida. O carrinho de peças de trabalho é movido convenientemente para dentro e para fora sobre rodízios para cargas pesadas a partir da parte traseira. Caso haja um segundo carrinho disponível, o equipamento efetua-se externamente e em paralelo ao tempo principal. Se a unidade associada Smart Cleaning for posicionada em frente, a capacidade é duplicada. Isto deve-se ao fato de conter também um carrinho de peças de trabalho com dez gavetas.

Para garantir um carregamento sem problemas e totalmente automático, pode também ser instalado o abridor de porta Smart Door da AMF. O Smart Door é para máquinas sem abertura automática da porta. A unidade é compatível com todos os modelos de máquinas comuns, é fácil de reequipar e operar e adapta-se a muitas máquinas padrão no mercado. Os chefes congratulam-se com isto, uma vez que os seus operadores já não estão tão pronunciadamente vinculados a esta única máquina e podem dedicar-se a outras máquinas e tarefas ao mesmo tempo. "É exatamente esse o truque de como podemos contrariar a escassez de mão de obra qualificada e, ao mesmo tempo, aumentar significativamente a produtividade", refere um chefe de empresa que não quer ser identificado.

Limpar peças de trabalho com ar de alimentação do Smart Cleaning

É por isso que ele providenciou o terceiro elemento, o Smart Cleaning, outro sistema de limpeza totalmente novo da AMF. Quando o braço do robô retira uma peça com a pinça e insere a seguinte, ele desloca a peça processada para a unidade Smart Cleaning posicionada no lado oposto. Aí, ele segura-a no jato de ar, que sopra lascas e líquido de refrigeração através de seis silenciosos bocais combinados. Enquanto isto, a peça de trabalho seguinte já está quase pronta. "O trabalho conjunto das três unidades funciona de uma forma excelente", congratula-se um utilizador impressionado. E porque tudo é configurado tão rapidamente, as peças podem ser produzidas em função do pedido, sem ter de criar um grande estoque. Suficientemente específico? Ok, continuemos então. Porque de fato ainda não acabamos.

Se ocorrer uma mudança de máquina, o Smart Automation e o Smart Cleaning podem ser deslocados e reposicionados sem esforço e de forma flexível com um empilhador. O objetivo é esmiuçar a produção e identificar outros potenciais onde o Smart Automation e os "colegas" podem aumentar a segurança de processo e aumentar os tempos de funcionamento das máquinas e a produtividade.

Conclusão:
automatização inteligente para um verdadeiro boom da produtividade

A inteligente, fina e flexível célula de carga de Smart Automation, com uma necessidade de espaço muito reduzida, não apenas assegura mais produtividade como também mais independência em relação a fornecedores externos. Quando acoplada a um torno existente, assegura um carregamento e descarregamento contínuos de um modo fiável e sem supervisão. E graças ao Smart Cleaning, as peças vão impecáveis para a fase seguinte do processamento. Juntamente com o Smart Door, isto não só abre a porta para uma maior utilização da capacidade da máquina, mas também para um verdadeiro boom da produtividade. Em termos de escassez de mão de obra qualificada, de montante do investimento e de amortização, o Smart Automation da AMF é um verdadeiro trunfo na produção por usinagem. Leo e Ria também congratulam isto.