A Nelissen, especialista em maquinação, instala um robô de carregamento para responder a metas de produção mais elevadas

Tarefa:
Confrontada com a falta de operadores qualificados, a Fijn Mekaniek Nelissen precisava de encontrar uma solução para responder ao aumento de encomendas.

Solução:
Para resolver o problema, a Nelissen decidiu automatizar o carregamento de máquinas na sua máquina de torno CNC Mazak Integrex 200-IV. Após consultar o integrador de sistemas Robojob, o especialista em maquinação instalou um robô FANUC de 6 eixos e um "Sistema de Robô Integrado para Trabalho de Bucha".

Resultado:
Os robôs trabalham ininterruptamente, não ficam cansados nem doentes e, se as encomendas o exigirem, trabalham também aos fins-de-semana. Tal liberta os operadores para programar e definir a máquina de torno CNC e executar outros trabalhos para os quais a Nelissen teria dificuldade em encontrar pessoal qualificado.


Falta de pessoal faz com que a Nelissen procure robôs

TRABALHO ÁRDUO E UM POUCO DE SORTE

A Fijn Mekaniek Nelissen é uma empresa especializada na maquinação em máquinas CNC. As técnicas utilizadas são o torneamento, a fresagem e a eletroerosão a fio. A base de clientes é muito diversificada. Deste modo, a empresa, não só, tem vários fabricantes de máquinas entre os respetivos clientes, como também conquistámos alguma reputação no setor automóvel e aeroespacial. Além destes fatores, a Fijn Mekaniek Nelissen também efetua reparações de emergência, algo que está em perfeita sintonia com a elevada flexibilidade que carateriza a empresa.

Paixão pelo metal

Paul Nelissen começou a trabalhar por conta própria em 1990, depois de ter trabalhado como encarregado durante alguns anos. Começou com uma fresadora e uma máquina de torneamento CNC. Conforme ele próprio afirma: "No início, temos 50% de trabalho árduo e 50% de sorte." E a sorte esteve do seu lado; a jovem empresa expandiu-se rapidamente até ao ponto em que se encontra hoje. Sem dúvida, a formação como contabilista, que este homem de negócios frequentou antes de entrar na indústria metalúrgica, também garantiu uma postura sólida a nível financeiro. No entanto, o que melhor o carateriza, bem como à sua empresa, é o amor e a paixão pela peça de trabalho perfeita, em conformidade com as especificações do cliente. "Pode não parecer especial, mas criar uma peça final a partir de um bloco de metal, ajustado na perfeição aos requisitos do cliente é extraordinário."

Falta de pessoal

Também transmitiu esta filosofia aos seus funcionários e, em particular, aos operadores das máquinas CNC. O negócio da Fijn Mekaniek Nelissen cresce, em média, 10%/ano, pelo que necessita constantemente de um maior número de máquinas e de funcionários. No entanto, encontrar pessoas suficientemente motivadas para aprender esta tarefa de alta tecnologia, parece um problema sem resolução.

OPERADOR CNC COMO PROFISSÃO PROBLEMÁTICA

"Atualmente a visão de um torneador e de um fresador continua a implicar uma pessoa de fato de macaco sujo, ensopado em óleo e afundado até aos joelhos entre aparas de metal" comenta a rir, mas com um certo cinismo. No entanto, isto está longe da verdade. O local de trabalho está limpo; não há qualquer vapor de óleo a pairar no ar e também há ausência de ruído. Resumidamente, trata-se de um ambiente de trabalho de alta tecnologia.

Fluxo de saída demasiado baixo

A visão errada da profissão de operador CNC é, no entanto, desastrosa para os jovens que ambicionam trabalhar na indústria. Deste modo, a consequência do baixo fluxo de entrada de alunos na formação técnica representa igualmente um baixo fluxo de saída. Torna-se praticamente impossível o recrutamento de alguém proveniente de um fluxo de saída baixo, que esteja motivado, seja inteligente e consiga trabalhar de forma pró-ativa e independente. Paul Nelissen: "São necessários dois a cinco anos para conseguir dar trabalho a um operador CNC, que, é sabido, irá executar o seu trabalho de forma completamente independente. E estou a falar de alguém com formação técnica."

Trabalho repetitivo

Encontrar pessoas não é o único problema. Mais tarde, é importante manter a motivação do operador na função e, acima de tudo, torná-la estimulante. "Na maquinação, a satisfação encontra-se na ligação entre teoria e prática através da criação de uma peça de trabalho. Para um operador experiente, o desafio também poderá estar na configuração da máquina. Quando tal fica para trás e é iniciada a produção real, a motivação termina.  Segue-se o carregamento e o descarregamento da máquina.

AUTOMAÇÃO

Para resolver ambos os problemas, Paul Nelissen decidiu avançar com o carregamento e o descarregamento automático do torno CNC Mazak Integrex 200-IV. Nelissen consultou o integrador de sistemas Robojob. A solução, em termos concretos, consistia num robô Fanuc de 6 eixos e num sistema IRS-CW, que significa "Sistema de Robô Integrado para Trabalho com Buchas".

Descrição do alinhamento

A avançada máquina de torno e fresadora inclui duas buchas. O robô FANUC fica colocado à esquerda da abertura da máquina e a definição de inclinação garante que tal não representa um obstáculo para o operador. Ao lado do robô encontra-se a unidade IRS -CW que gere o fornecimento de peças de trabalho em bruto a tornear, bem como a receção de peças finais. Por exemplo, o robô recolhe uma peça de trabalho em bruto do bastidor e (após a abertura automática das portas) coloca-a na primeira bucha. Quando as operações são efetuadas em ambas as buchas, o braço do robô remove a peça de trabalho final da segunda bucha e coloca-a na unidade IRS-CW. Em seguida, o ciclo repete-se automaticamente.

Braço do robô

O robô FANUC M-120 iA é um modelo industrial de 6 eixos, com construção integrada. Tal significa que todos os cabos de controlo são concebidos dentro do braço para facilitar o movimento e para garantir que estão sempre protegidos. As linhas pneumáticas também são protegidas desta forma. O braço é controlado por um controlo R-30A com o painel de controlo (I-pendant) ao alcance do operador. Como um operador CNC não é um programador de robôs, Robojob concebeu uma interface especificamente para o carregamento e descarregamento de máquinas CNC. Este controlo faz parte do sistema IRS-CW e estabelece a ligação entre o fornecimento e a saída de peças de trabalho, o robô e a máquina CNC. O tempo definido para um novo ciclo é surpreendentemente curto. Em média, a definição de carregamento e descarregamento de uma nova peça de trabalho demora cerca de 5 minutos. Como é óbvio, os programas recentemente criados para posterior utilização podem ser guardados, o que reduz ainda mais o tempo definido para o trabalho recorrente. A definição de tempo curto viabiliza o manuseamento automático, inclusivamente, em séries pequenas.

Sistema IRS-CW

Este sistema gere o fornecimento de componentes em bruto e a recolha de peças finais. Componentes com dimensões diferentes (diâmetro: 23 a 250 mm) podem ser colocados sem que sejam necessárias localizações específicas na grelha. Dependendo do robô, o peso máximo da peça de trabalho é de 50 kg. As peças de trabalho são colocadas em placas inclinadas controladas por servomotores e mantêm-se na vertical com os suportes ajustáveis de peças de trabalho. Além disso, é fornecido um tabuleiro padrão de receção para fugas de fluidos, com recuperações dos fluidos pela máquina. O robô está equipado, por defeito, com duas pinças (uma pinça para produtos em bruto e outra para produtos acabados), que, por sua vez, estão equipadas com o rápido sistema de substituição de tenazes de pinças, desenvolvido por Robojob. A alteração das tenazes da pinça demora apenas alguns segundos.

Expansão

O sistema pode ser ainda equipado com um carregador de pinça e com um sistema de substituição rápido e automático para pinças completas. O sistema IRS-CW também pode ser expandido através de uma simples configuração do sistema para o carregamento e descarregamento automático de eixos. É importante saber que o IRS-CW com o FANUC pode ser adaptado a praticamente todas as máquinas CNC antigas e novas.

Posicionamento

O posicionamento deste sistema requer dois dias e é acompanhado por um dia de formação, dedicada à aprendizagem dos controlos do robô. Na prática, a aprendizagem é muito menos morosa. Geralmente, o operador apreende os controlos após algumas horas na tarefa.

Segurança

Atualmente, a configuração descrita está protegida por um dispositivo de fecho Troax transparente com duas portas corrediças seguras. A desvantagem está no facto de a solução requerer muito espaço. No entanto, é perfeitamente possível e, talvez mais importante, estar também em conformidade com as novas normas do robô e deixar de fora este dispositivo de fecho, caso esteja instalado um scanner a laser periférico no robô. Este scanner analisa continuamente a área circundante e determina se um movimento detetado penetrará no caminho programado do robô. Em caso afirmativo, o sistema atrasa o movimento e, se necessário, pára-o. A propósito, o posicionamento do robô e do empilhador não tem de ser necessariamente final. Na Fijn Mekaniek Nelissen, Robojob está atualmente a estudar a possibilidade de tornar o robô e os empilhadores móveis, para que a configuração também possa ser utilizada noutras máquinas.

AVALIAÇÃO

O preço não é mínimo. Dependendo do tipo e segurança do robô escolhido, o investimento rondará entre 50 e 120 000 Euros. Deste modo, a questão centra-se em ponderar o custo da automação face ao rendimento. Em seguida, deduziremos os custos salariais médios de 38 Euros. Como comparação, o preço de custo de uma configuração comparável varia entre 3 e 8 Euros/hora, no mínimo, enquanto o robô ainda não estiver amortizado. Depois disso, só paga o consumo elétrico. Paul Nelissen: "Depois de configurado, o robô executa o seu trabalho; nunca fica doente nem cansado, trabalha aos fins-de-semana... e se a automação for reiniciada, o operador avança para aquele que é essencialmente o seu trabalho: programar e configurar a máquina CNC." Este gestor de empresas foi claramente conquistado por este sistema. "Em breve haverá uma nova máquina com um robô, é praticamente certo. Não há outra possibilidade, uma vez que atualmente a questão é automatizar ou relocalizar. E não estou minimamente interessado na segunda opção."

Produtos FANUC utilizados