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Tarefa: 
Juntamente com os seus parceiros de sistema, a Robotec Engineering, a Rau AG em Bülach automatizou duas máquinas ferramenta em um espaço reduzido, garantindo assim que a própria automatização ocupava o mínimo espaço possível.

Solução: 
Um robô com um sistema de visão na pinça, montado a um ângulo de 90° numa junta de 7,5 m por cima das máquinas, para não limitar a amplitude de movimento e para permitir que a automatização seja tão inovadora e eficiente quanto possível.

Resultado: 
Durante os turnos noturnos sem operador, o M-20iB/25 assume as tarefas dos trabalhadores e consegue alcançar 1,5 vezes a quantidade de trabalho durante este período.
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RAU AG Bülach

Herbert Wagner é o Diretor de Produção na Rau AG, Bülach, uma empresa de produção com 80 funcionários e uma elevada proporção de estagiários. A empresa tem um pouco menos de 50 máquinas CNC, que produzem peças e componentes para clientes de uma variedade de indústrias. A sua gama de produção é extensiva e, por isso, como enfatiza Herbert Wagner, além da qualidade e da precisão havia mais um requisito: “À exceção da tecnologia de superfície, fazemos tudo internamente. Por isso, para mim, era importante ter componentes sem problemas, tais como os robôs.”

No que diz respeito ao equipamento nas suas instalações de produção, Herbert Wagner assume uma abordagem ao estilo de Oscar Wilde: “Sou um homem de gostos simples. Contento-me com o melhor.”

Dois centros de torneamento complexos partilham a mesma automatização.

Rau está a trabalhar em instalações adicionais. O seu desenvolvimento é muito típico da relação próxima de confiança que existe entre Wagner e Adrian Albiez, CEO do seu system partner, a Robotec Engineering. Os dois trabalham juntos há mais de 20 anos, quando a Robotec Engineering instalou os primeiros robôs na Rau. A FANUC foi o seu sistema de eleição, mesmo nessa altura.

Já havia um plano, mesmo no início do projeto - em tese - pois, para todos os efeitos, o foco esteve sempre na tarefa e na solução. Em vez de uma especificação técnica e abrangente, Wagner e Albiez usaram o seu tempo e criatividade para encontrar o design ideal para a solução requerida.
Albiez: “Desenvolvemos os sistemas durante as nossas conversas. Normalmente, é um processo.“ Wagner sabe o que o espera: “Sem a Robotec Engineering como nosso parceiro de sistemas, não conseguiríamos fazê-lo.” As instalações foram desenvolvidas com o apoio da Roth Technik, Sulgen. Segundo o proprietário, Markus Roth: “Oferecemos todas as subdisciplinas de automatização e também criamos soluções completas. A pequena empresa de engenharia mecânica distinguiu-se, acima de tudo, pelo desenvolvimento da pinça. “Começamos por componentes padrão que adaptamos à tarefa específica e depois desenvolvemos ainda mais. Por exemplo, integrando uma câmara, como no caso da Rau.”
O robô utilizado para a nova automatização, o M-20iB/25, tem a sua própria história. Na sua primeira “vida”, o robô foi trabalhado.
O resultado deste projeto conjunto foi um sistema com duas máquinas de processamento de eixo duplo, interligadas por um robô com 1,835 mm de alcance e 25 kg de capacidade de carga. Para garantir o acesso fácil às máquinas, foi montado um track com 7,5 m de comprimento por cima das mesmas, onde foi montado o robô a um ângulo de 90°. O teto relativamente baixo significava que não era possível suspender os robôs. 

Colocar os robôs sobre as máquinas resultou do requisito de manter livre o acesso ao espaço entre as máquinas. O software de segurança DCS (Dual Check Safety) foi instalado para manter esta acessibilidade enquanto as máquinas estão em funcionamento. O software pode definir a amplitude de movimento dos robôs e, se necessário, também bloqueá-los.  Se o operador da célula necessitar de aceder à máquina, esta área será designada como “inacessível” para os robôs. Podem continuar a trabalhar na outra máquina.  

Grande mais-valia

Em ambos os spindles duplos, um processamento totalmente variável é possível desde 20 mm de diâmetro para materiais em barra e desde 65 mm de diâmetro para secções de barra.

Atualmente, as máquinas estão totalmente ocupadas com trabalho para os próximos dois meses. Durante este período deverão ser fabricados componentes óticos de projetor 4K, com os quais a Rau está a atingir um grande sucesso global. Uma parte impressionante do sucesso da empresa familiar de Bülach também se prende com o facto de ser fornecedor de fabricantes de máquinas de manipulação na indústria de semicondutores. A empresa alcançou um terço da totalidade do seu volume de negócios na Ásia.  Herbert Wagner: “Não temos qualquer problema com os custos.” Rau AG, fundada em 1955, estabeleceu gradualmente a sua forte posição. Focaram-se sucessivamente nos componentes que apresentam uma forte possibilidade de criação de valor.
Os materiais com baixa maquinação são o foco principal. Contudo, de um modo geral, Herbert Wagner analisa em detalhe se um novo componente se enquadra na sua “fórmula”. E o que torna a Rau tão especial? Wagner: “Se pretende um bom serviço por um preço justo, então somos o parceiro ideal. Somos um fornecedor de serviços completo de peças e componentes e podemos usar a nossa experiência para também dar suporte aos clientes no desenvolvimento de peças.”
Uma das especificações para o desenvolvimento do sistema era poder produzir uma vasta gama de peças. Por isso, uma automatização rígida estava fora de questão. Foi também por isso que um sistema de visão foi integrado para além do robô. Ou, mais precisamente, foi integrado um sistema de visão na pinça. A tarefa: reconhecer automaticamente a posição e orientação do vácuo no recipiente. O “recipiente” neste caso refere-se à caixa de papelão com compartimentos nos quais se encontram os vácuos e onde também são armazenadas as peças acabadas. A orientação das peças nestes compartimentos tem uma tolerância de mais/menos 20 mm. Utilizar uma caixa de papelão para transportar os artigos é uma das especificações do cliente, também conhecida por embalagem de transporte. “Neste cenário, não existe uma posição de pinça definida”, diz Albiez.
Em vez disso, uma câmara é a solução. Como as posições de manipulação e os dispositivos de transporte necessários estão localizados entre as máquinas, a câmara poderia ter sido colocada em cima, por baixo da linha do robô. Por outro lado, seria necessário instalar uma câmara de cada lado. No entanto, a primeira opção não teria dado resultados satisfatórios e a segunda opção seria demasiado dispendiosa com a necessidade de uma câmara adicional. Uma vez que a pinça também alcança o interior da máquina, com todos os chips e lubrificante de refrigeração, a câmara ficaria rapidamente “ofuscada”. Consequentemente, a câmara foi instalada na pinça, mas numa caixa que é aberta por um cilindro pneumático. Adrian Albiez fala sobre as vantagens desta solução: “A câmara pode ser definida para uma amplitude mínima, não representa um obstáculo e está sempre protegida.” E a Robotec Engineering forneceu ainda outra experiência construtiva aqui: todos os cabos e mangueiras estão integrados no interior da pinça. “Isto evita o desgaste prematuro dos cabos de energia e transporte.”

A frequência e o momento em que o sistema é retromontado depende, como em tudo, das ordens que se dá. Em todo o caso, as alterações têm de ser rápidas. Desde o início, as mudanças rápidas mantiveram-se no topo da lista de prioridades. Wagner: “Para um item já conhecido, o tempo de mudança neste sistema é inferior a 15 minutos.” Isto deve-se essencialmente a um potencial ajuste necessário na pinça. Para um item novo, mas semelhante, continua a não demorar mais de uma hora. 

Se uma encomenda vier com uma nova peça, o programa de maquinação é criado na sua própria estação de programação. Albiez: “Estamos a afastar-nos do método de ensino de robôs, pois isso custa tempo e é propenso a erros.” Em vez disso, os robôs são parametrizados. Isto funciona bastante bem no torneamento. Os programas existentes podem ser obtidos diretamente pela máquina e quaisquer entradas potencialmente necessárias podem ser feitas diretamente no ecrã tátil.

Ganhar dinheiro nos turnos sem operador

O objetivo é sempre configurar as encomendas de forma a que possam ser imediatamente executadas nos turnos automatizados sem operador. O período entre as 17h e as 7h corresponde a mais do que uma vez e meia a duração dos turnos diurnos com operador. Assim, poderá fazer sentido económico ter um equipamento adicional, para que o turno noturno possa ser executado automaticamente.

No entanto, para que isto funcione na prática, Wagner tem de poder confiar tanto nas máquinas como na automatização. É necessário que haja operações fiáveis e uma disponibilidade elevada – critérios que facilitaram a decisão de adquirir CNC e robôs FANUC. Herbert Wagner, que também é responsável pela qualidade, refere: “Pode ser que estes componentes não sejam fáceis de integrar, mas conhecemos e valorizamos a fiabilidade da FANUC.“ Como exemplo, fala dos controlos de uma máquina com 35 anos que precisava de uma nova placa de circuito. Não houve qualquer problema em obter a peça de substituição correspondente junto da FANUC: “Mesmo após décadas, recebi a peça de substituição que precisava.”

Ao mesmo tempo, a maquinaria é expandida e atualizada regularmente. Contudo, isto não significa que os robôs fiquem prontos para a "sucata" quando o trabalho estiver concluído. Há sempre uma pequena tarefa para realizar, mesmo para um robô velho.

A flexibilidade da Rau é tanta que chegaram a vender a um cliente anterior um sistema que estava a funcionar bem. A Rau tinha utilizado este sistema de forma “bastante lucrativa”, segundo Wagner, durante três anos. Depois, o projeto da indústria de automóvel foi abandonado devido ao surgimento de novas oportunidades.. Claramente para satisfação mútua.

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