A Haeberle, empresa alemã líder em maquinação, apresenta a sua nova célula de produção automatizada. 

   

Tarefa: Desenvolver uma célula de produção automatizada compacta e eficiente para aplicações de maquinação.

Solução: Através da integração de um sistema de armazenamento inteligente e de um robô de 5 eixos FANUC LR Mate de montagem superior numa célula compacta com um FANUC Robodrill, a CNC Haeberle desenvolveu uma nova abordagem dinâmica no campo da maquinação multiusos. Esta configuração de célula oferece flexibilidade para responder a uma série de tamanhos de lote e realizar tarefas de maquinação, tanto sofisticadas como de volume elevado, e tudo isto num espaço reduzido. 

Resultado: Um novo e empolgante produto com uma variedade dinâmica de aplicações.    


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Clientes impressionados pela nova célula de produção automatizada com flexibilidade superior

Num novo tipo de maquinação, a CNC Häberle, fabricante contratado e integrador de sistemas, combinou novas ideias com a experiência. O resultado é uma célula de produção automatizada que será revelada, pela primeira vez, na feira AMB.

Rainer Häberle tem perfeita consciência de que, para os fabricantes contratados, os "produtos mais vendidos a longo prazo" não nascem nas árvores ou melhor não nascem nas buchas de fixação. É, por este motivo, que é importante manter uma gama flexível de maquinação, para dar resposta à procura e rentabilizar o investimento.

Na AMB 2014, a CNC Häberle, Laichingen, vai revelar o protótipo da célula considerada ideal do ponto de vista do fabricante contratado. Flexível na utilização diária, requer pouco espaço, testada e pronta a utilizar, bem como operacional sem qualquer tipo de montagem suspensa. Uma vez as fases de montagem e execução concluídas em Laichingen, as células de produção são enviadas para o cliente "numa única peça". A presença de mecânicos, eletricistas e programadores nas instalações para debater cablagens ou ligações deixa de ser necessária. Aceite a expedição hoje, comece a produzir amanhã – Häberle está finalmente a concretizar este desejo, frequentemente expresso pelos utilizadores. Uma vantagem adicional do design padronizado (consoante a procura) é o tempo de entrega mais reduzido.

O conceito básico da célula centra-se na capacidade de responder, de forma flexível, a diferentes tamanhos de lote. Destina-se a tamanhos pequenos a médios, no máximo. A combinação robô/unidade de armazenamento oferece a flexibilidade necessária e é económica devido ao tipo de automação fornecido. É possível produzir com eficiência equivalente, não só peças de trabalho sofisticadas com ferramentas suspensas, mas também, unidades de maior dimensão com especificações relativamente simples. Rainer Häberle: "Pretendemos criar uma célula que permita realizar ambas as tarefas, uma vez que, como fabricante contratado, precisamos de ambas." E no espaço mais reduzido possível.

Estes são argumentos convincentes para escolher a máquina básica, um Robodrill α-D21LiA5, cuja dimensão já é relativamente moderada. O Robodrill padrão de três eixos foi atualizado, por Häberle, para uma máquina de cinco eixos, utilizando eixos comprovados e padronizados. Foi removido um painel lateral da máquina e foi especificamente desenvolvido e concebido um transportador, por Häberle, montado como uma unidade de armazenamento. Entre ambos encontra-se um LR Mate 200iD na sua nova versão IP67K. Este equipamento permite gerir o processamento em espaços confinados.

A unidade de armazenamento também disponibiliza funções poderosas. Os cinco níveis de transportador permitem acomodar ferramentas e peças de trabalho. Num cenário básico, as vinte e uma posições de ferramenta do Robodrill são suficientes, entretanto, na unidade de armazenamento, é possível armazenar, por nível, até doze porta-ferramentas com peças de trabalho pré-fixadas. A decisão de armazenar ferramentas e peças de trabalho para maquinação e, assim, ocupar o transportador, não tem que ser definitiva. Os níveis no transportador têm furos com encaixes a intervalos regulares, nos quais é possível montar e substituir os porta-ferramentas apropriados, conforme necessário.

Este cenário também é adequado aos objetivos de Häberle: "Posso montar praticamente uma máquina completa, incluindo automação, até o cliente optar por uma configuração de ferramenta específica na fase final da montagem da máquina." E se a tarefa de maquinação for alterada, algum tempo depois, o equipamento pode ser adaptado e as ferramentas podem, por exemplo, ser dispostas em duas filas, em vez de uma por nível. Neste caso, são instalados suportes adequados para esse cliente específico.

As peças de trabalho preparadas com um sistema de montagem de ponto zero podem ser processadas aleatoriamente e de acordo com qualquer ordem sequencial. Para evitar ser necessário substituir o encaixe de diferentes peças de trabalho, os porta-ferramentas da peça de trabalho estão todos equipados com um dispositivo auxiliar de recolha padronizado. Este procedimento permite reduzir os custos relativos a diferentes recolhedores e despesas associadas, mesmo que um recolhedor seja alterado paralelamente durante a maquinação. Na exposição de máquinas na AMB, Häberle apresenta várias unidades de fixação que podem ser carregadas na máquina com um recolhedor. "Se as necessidades do operador ultrapassarem as dimensões possíveis, será possível integrar recolhedores adicionais com naturalidade. É tudo uma questão de custos", afirma Rainer Häberle.

O tamanho da peça de trabalho útil nesta célula do Robodrill aplica-se a peças com um volume até 150 mm x 150 mm x 150 mm. Häberle encontra várias aplicações com esta especificação no setor médico – uma das possibilidades poderia ser a maquinação de implantes dentários. Neste tipo de aplicação, devem estar acessíveis vários discos de peças em bruto. A maquinação de implantes deste tipo é uma tarefa complexa, uma vez que o material é muito duro. É, por este motivo que, no modo totalmente automático, ou seja, durante o fim-de-semana, por exemplo, são utilizadas ferramentas congéneres que podem ser facilmente armazenadas no transportador. Os exames de maquinação das peças de trabalho de acordo com os tempos de ciclo, encontram-se entre os serviços disponibilizados pela CNC Häberle.

Apesar de toda a automação: Os "modos de operação" padrão também incluem carregamento manual. Neste caso, a ação deve ser executada pelo fabricante contratado, "Não há nada mais fácil" confirma Rainer Häberle. Não é necessário que a célula robotizada seja colocada à parte, não é necessário abrir qualquer porta de segurança adicional. Basta um botão de desbloqueio perfeitamente normal para permitir o acesso, se for necessário fixar a peça para o processamento. Todas as funções de segurança são garantidas através da função de segurança do CNC da FANUC.

No entanto, a substituição de qualquer Robodrill existente poderá não ser necessariamente possível. Uma vez que, para fornecer um pacote completo, desta forma, são necessárias determinadas pré-configurações. O objetivo de Häberle's ao proceder desta forma é normalizar o máximo possível e efetuar a gestão com o menor número de componentes e peças possível. "Se não está presente, logo não pode falhar." A máquina de 5 eixos com 21 posições de ferramenta, um robô e uma unidade de armazenamento é igualmente robusta e pode ser utilizada com eficácia em várias tarefas de maquinação, graças a todas as respetivas qualidades multiusos. Para quem prefere um menor número de opções em termos de flexibilidade e espaços de armazenamento, está disponível uma versão básica com 5 eixos, sem o elevador vertical robotizado para armazenamento de paletes.

"As capacidades de controlo do Robodrill são do conhecimento geral", afirma Rainer Häberle, confiante de que os seus clientes estão bem informados. Afirma que poderia falar-lhes no facto de que podem processar rapidamente uma linha de código ou aplicar a suavização dos contornos de qualidade, mas que "já o sabem". No entanto, há uma qualidade que realça explicitamente. "Durante o funcionamento normal, o robô pode ser totalmente controlado a partir do Robodrill." Com base na sua própria produção, consegue determinar a rapidez de acesso, por vezes necessária, do operador a uma função do robô. Talvez apenas para abrir ou fechar um encaixe, se recolheu a ferramenta incorreta ou para retrair a ferramenta após uma paragem de emergência. A consola de aprendizagem do controlo do robô não é necessária para tal. No entanto, o robô possui um controlador próprio na célula.

A máquina e o robô são associados através da interface FL-Net interna. Os dados e informações são transmitidos através da interface FL-Net, ou seja, através de uma simples ligação de bus de campo. Esta transmissão suporta a função "Robot Connection" – e, como é óbvio, é bidirecional. Tal como o robô pode ser controlado através da interface do CNC, as informações sobre a máquina também podem ser consultadas através da consola de aprendizagem do robô.

O robô implementado também é novo. Relativamente à engenharia da célula compacta, Häberle recebeu um dos primeiros modelos LR Mate 200iD na versão IP67K. Este robô FANUC está equipado para ser compatível com a limpeza de alta pressão até 100 bar. Os rolamentos/interior do robô estão sob pressão de ar. Isto impede a introdução de qualquer tipo de líquido de refrigeração ou de aparas. O peso morto de 25 kg para uma carga útil máxima de 7 kg no punho e um alcance de 717 mm são totalmente compatíveis com a tarefa. Além disso, está disponível uma conexão de encaixe muito prática na parte inferior. Tendo em conta que o robô é instalado na máquina em posição suspensa, os cabos de ligação ascendentes podem ser colocados diretamente no exterior da caixa da máquina.

Na feira de fundição AMB, poderá determinar quanto os outros fabricantes contratados apreciam as ideias de Häberle.