Os robôs ROBODRILL e FANUC são essenciais na automação flexível
As máquinas nas oficinas da Vullings Metaalbewerking em Horst, nos Países Baixos, funcionam ininterruptamente. Escolha de máquinas, organização da produção, programas CNC: tudo gira em torno da automação. Em particular, a automação flexível, uma vez que também são fabricados produtos unitários e séries pequenas neste ambiente de trabalho altamente automatizado.
As instalações da Vullings em Horst acolhem duas empresas. A Vullings Systemen BV produz tradicionalmente sistemas de pulverização para o setor hortícola, mas também cria o design e fabrica equipamento personalizado. A Vullings Metaalbewerking BV é uma empresa subcontratada que produz produtos para trabalhos de torneamento e fresagem que geralmente são fabricados em aço inoxidável e noutros tipos de aço mais complexos. A maquinação de plásticos também é viável. "As duas empresas complementam-se bem entre si", explica o diretor, Jeroen Evers. “As peças das máquinas são fabricadas pelo departamento Metaalbewerking e a Systemen BV Vullings, além de máquinas para terceiros, fabrica os sistemas que são utilizados para automatizar o departamento Metaalbewerking.”
24 horas por dia, 7 dias por semana
Lançado há 10 anos, este conceito de automação foi agora integrado em todas as áreas da empresa e utiliza atualmente cinco robôs.
Os centros de maquinação estão a funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana. Durante a nossa visita, uma máquina ROBODRILL estava ocupada a fazer braços para sistemas de pulverização Champion. Um robô FANUC recolhe as fundições uma a uma a partir do tapete de transporte alimentador e coloca-as na máquina. O sistema ótico, posicionado por cima do tapete de transporte, indica ao robô a localização das peças e como devem ser recolhidas. Quando a maquinação do braço de pulverização fica concluída, o robô recolhe a peça e coloca-a num tapete de transporte de descarga, no qual o sistema ótico procura encontrar um espaço livre e para tal indica ao tapete de transporte que o disponibilize. Os operadores certificam-se de que existem fundições prontas suficientes ao final do dia, de modo a assegurar a continuidade da produção durante toda a noite.
Manuseamento de paletes
"Começámos por automatizar dois grandes centros de maquinação", explica Frank Gijsen, diretor do departamento de automação dos processos de produção. “Em redor das máquinas, construímos células robotizadas com robôs FANUC R-2000iB e cerca de 80 espaços para produtos. Os operadores são responsáveis pela preparação de produtos e colocação das peças em paletes. Os robôs colocam as paletes nas máquinas e removem-nas. Os produtos mais pequenos são recolhidos diretamente pelos robôs através da utilização de um sistema ótico da FANUC e, em seguida, colocados num tapete de transporte.”
20 anos sem falhas
"Uma vez que é frequente serem fabricados produtos relativamente pequenos nas células existentes, procurávamos uma nova máquina rápida com capacidade para processar estas peças pequenas", prossegue Jeroen Evers. "Escolhemos o ROBODRILL. Reunimo-nos com empresas a trabalhar com esta máquina e disseram-nos que uma destas máquinas estava a trabalhar há 20 anos e que nunca houve necessidade de contactar um mecânico FANUC. Foi este o fator determinante para ficarmos convencidos. Para assegurar uma produção contínua é essencial termos máquinas fiáveis. Se utilizar todo o tempo disponível na produção planeada, não resta qualquer tempo para compensar um atraso na produção, em caso de qualquer falha.”
Monitorização do estado da máquina
A Vulling presta grande atenção à manutenção preventiva, de modo a assegurar a máxima disponibilidade da máquina.
Frank Gijsen: "Os controlos da FANUC incluem uma funcionalidade de monitorização do estado da máquina que utilizamos no planeamento de ações de manutenção. Cada notificação emitida pela máquina é encarada com seriedade, de modo a garantir que a mesma se encontra em condições e que não avaria inesperadamente. O óleo e as ferramentas estão sujeitos à monitorização periódica."
Fresagem em cinco eixos em simultâneo
Para o α-ROBODRILL D21LiA5, foi instalado um robô (M-20iA) com o sistema ótico da FANUC integrado no controlador do robô. Nesta célula, que processa produtos mais pequenos, a máquina e o robô estão totalmente integrados.
"Os controlos da máquina possuem uma capacidade computacional suficiente para gerir a célula. A célula robotizada deixa de requerer um PLC em separado,” explica Frank Gijsen.
Na entrega, o ROBODRILL estava equipado com uma mesa basculante e uma mesa rotativa da FANUC para conferir à máquina uma capacidade de maquinação de 5 eixos. Os controlos da máquina permitem operar os 5 eixos em simultâneo.
A implementação destes 5 eixos é uma consequência da produção sem intervenção humana. Durante a noite, não existe qualquer operador para apertar as peças numa posição diferente nas fases de maquinação intermédias.
Séries com uma única peça
Frank Gijsen: "A FANUC também nos ajudou a configurar a máquina para programação offline utilizando um sistema CAM.”
Para ter êxito neste tipo de automação flexível, e foi esta a lição de a Vullings aprendeu, todos os aspetos da produção têm de ser personalizados e conjugados entre si.
Jeroen Evers: "Quando recebemos uma encomenda de produção de uma única peça, encaramos a situação como uma série de um único produto. Tal significa que, se esse mesmo produto fosse repetido numa série superior a uma unidade, poderia ser reproduzido automaticamente.
Os programas CAM não só contêm os parâmetros de produção da máquina, como também os dados de manipulação do robô. Aplicamos a automação desde o início, permitindo que as células de produção funcionem com total autonomia."
Uma ferramenta de produção cada vez mais flexível
Tendo em conta que os conceitos de automação estão amplamente implementados a nível interno, a empresa tem capacidade para ir mais além no design, disponibilizando uma ferramenta de produção cada vez mais flexível.
Frank Gijsen: "O objetivo é obter células auto-reguláveis que possuam informações suficientes para tomar decisões. Uma vez que também registamos dados no programa CAM, como as dimensões da matéria-prima, a célula de produção tem de ter capacidade para determinar os produtos que têm de ser fabricados com base em pequenos blocos colocados no tapete de transporte. Como é óbvio, comece por seguir um calendário de produção, mas se um operador colocar inadvertidamente uma grande quantidade de produtos no tapete transportador, a máquina tem de ter capacidade para decidir qual o produto a fresar primeiro, antes do lançamento da série seguinte, pronta quase logo a seguir no tapete transportador.”
Além disso, aproveitamos ao máximo as possibilidades do sistema ótico e da capacidade computacional que caraterizam os controladores FANUC.
Máquinas altamente tecnológicas
A Vullings procura divulgar ao máximo os conhecimentos sobre a automação flexível. Com esta finalidade, são organizadas visitas à empresa realizadas principalmente por estudantes.
Jeroen Evers: "Por vezes, pensamos que a automação implica cargos dispendiosos, mas o inverso também se aplica. Procuramos que as pessoas fiquem a conhecer a nossa empresa e a nossa forma de trabalhar, precisamente porque é difícil encontrar pessoal qualificado. A maquinação de metais evoca frequentemente imagens negativas de locais de trabalho árduo e sujo, embora os operadores trabalhem com máquinas altamente tecnológicas. Graças aos volumes mais elevados obtidos através da automação, necessitamos de contratar mais funcionários. Precisamos de pessoas com experiência em fresagem e torneamento, uma vez que cerca de 20% da nossa produção está relacionada com produtos muito específicos associados a tarefas que não faria sentido automatizar”
