Modelo de Colaboração - A STIHL abre novos caminhos com o robô colaborativo da FANUC

Centenas de robôs já estão a ser utilizados pelo fabricante STIHL, em Waiblingen, perto de Estugarda. Agora foi adicionado o primeiro Robô Colaborativo. A STIHL deu um significativo passo em frente no desenvolvimento da tecnologia utilizando o FANUC CR-35iA. O robô diminui o encargo sobre os colaboradores na linha de embalamento da serra de corte.

O arranque da produção demorou apenas três dias. Aí, os números especificados já tinham sido atingidos. Isto deveu-se a uma boa preparação antecipada da primeira mobilização de um Robô Colaborativo na STIHL. A equipa de Engenharia de Produção da empresa passou um ano a desenvolver requisitos técnicos e a preparar o local de trabalho para o CR-35iA. Toda essa intensa preparação valeu a pena. Mesmo no primeiro turno noturno, o robô funcionou sem qualquer problema. Foi aqui que a equipa do Líder do Grupo, André Lange, que é responsável pelo serviço e planeamento de hardware, beneficiou a familiaridade próxima da tecnologia de robôs FANUC que desenvolveram em muitas aplicações.

Antes da introdução do manuseamento de robô nesta estação de trabalho, o manuseamento e o teste de agitação eram realizados manualmente pelo operador.

Basicamente, o teste de agitação é um teste acústico, através do qual uma serra de corte é agitada, mas é um passo importante na certificação de qualidade e na inspeção final. Se for ouvido um som de “clique” aquando da agitação, a cabeça de sucção está corretamente instalada e a serra de corte pode ser embalada. Uma vez que uma serra de corte pesa cerca de 10 kg, isto diz respeito ao peso total levantado de cerca de oito toneladas por turno, por colaborador. Assim, o robô proporciona um alívio considerável ao colaborador.

O pessoal da linha de embalamento esteve envolvido desde o início do projeto. Não conseguiram apenas proporcionar uma avaliação especializada da configuração do teste, mas também influenciaram o design e a ergonomia. Markus Wahl, do Departamento de Engenharia de Produção na STIHL e responsável pela criação dos sistemas de montagem, esteve envolvido com os robôs diariamente durante o período de desenvolvimento: “Os colaboradores da linha de embalamento apresentaram boas ideias que implementámos.” Uma vez que as sugestões advieram diretamente da experiência prática, isto fez com que o sentido de engenharia e aumentasse a aceitação no seio do pessoal desde o início.

A correia suspensa tem mais de 80 peças montadas. No entanto, a duração do trabalho de ajuste na serra de corte, durante o teste de fim de linha, pode variar, nem todas as peças montadas na correia contínua estão ocupadas. Em algumas ocasiões, várias posições, uma após a outra, estão desocupadas. Um gancho carregado na correia suspensa, no qual uma serra de corte está pendurada, é reconhecido por vários sistemas de câmaras ao longo da linha da correia e estas informações são transmitidas ao controlador principal e à gestão de dados. O robô sincroniza a sua velocidade com a correia, através do software "Line Tracking" da FANUC e depois opera no momento certo. Como explica Markis Wahl: “O objetivo é utilizar o robô tão continuamente quanto possível de modo a que não tenha tempo de paragem.” Um dos muitos pequenos truques utilizados é a velocidade de suporte: Foi criada para ser variável.
Assim, para que o robô possa ser utilizado até à máxima extensão possível, existe um armazenamento intermédio após a correia de suporte. Este amortecedor é utilizado, por exemplo, quando chegam mais serras de corte à estação de embalamento do que aquelas que o colaborador consegue inspecionar ou se o mesmo estiver numa pausa. Nesta situação, o robô trabalha de forma totalmente automática. O objetivo, em todas as situações, é manter a correia de suspensão vazia. Se a “reposição” da unidade for inferior, o robô trabalha para esvaziar o amortecedor. Uma variável nesta posição é o colaborador. Os tempos para o teste individual podem variar.

E como comenta Markus Wahl: “Conseguimos resolver isto com a engenharia de controlo”

Se o robô perder uma peça de trabalho, existem diferentes cenários de demolição. O robô pega na serra de corte pelas duas pegas, uma após a outra. Só quando estas pegas estão agarradas é que o robô pode remover a serra de corte da correia suspensa. Se isto não ocorrer, espera pela próxima peça-

O esforço envolvido na integração de sistemas, não apenas relativamente à pinça, levanta a questão do porquê da STIHL não se basear num integrador de sistema externo, ao invés de realizar o desenvolvimento interno. Para Markus Wahl, a resposta não exige pensar muito: “Conhecemos os nossos produtos, os nossos processos e os nossos colaboradores no centro de produção. E porque falámos com pessoas na produção, num nível inicial, também sabemos as várias situações que podem ocorrer.” Para além disso, lidar com bases de dados de montagem e de produto relevantes, e obter conhecimentos da estrutura do sistema de produção iria exigir tempo considerável para um integrador externo. Como indica André Lange: “Não teríamos conseguido definir as nossas especificações de requisito antecipadamente”.

A capacidade de utilizar o Robô Colaborativo CR-35iA com o sistema de controlo FANUC normal, como acontece com os seus “colegas” amarelos, provou ser uma das principais vantagens: A tecnologia de controlo e o interface de utilizador tudo ao mesmo tempo. Os componentes do sistema utilizados, como por exemplo, o software “Line Tracking” da FANUC, que é particularmente útil para sincronização com o sistema de correia suspensa, a integração de sistemas de câmara ou a opção de software “Proteção de Colisão” já comprovado, já são bem conhecidos e apreciados pela STIHL. 
E é aqui que a STIHL tem muita experiência. Desde a sua primeira introdução de robótica em meados dos anos 90, muito know-how foi acumulado em engenharia robótica, particularmente com centenas de robôs FANUC a operar em todas as unidades STIHL em todo o mundo. André Lange enfatiza que: “Adotamos e seguimos conceitos de produção relativamente uniformes em todos os locais. Equipamento de produção, que é utilizado a nível mundial, como por exemplo, robôs FANUC, facilita a nossa vida em vários níveis, desde a engenharia e programação, até ao serviço.”

Os argumentos que André Lange usa a favor da MRC, poderão ser mais ou menos aplicados à robótica convencional. No entanto, indicam claramente onde se baseia o passo em frente para a STIHL: “Já temos um elevado grau de automação, no entanto, a partir de agora devemos procurar e fechar as falhas existentes. Esta tecnologia abre um novo âmbito para a criação de uma unidade de produção.”

A segurança é prioritária 

O CR-35iA tem estado a trabalhar diariamente há mais de meio ano e a satisfação com o robô não é apenas para os gestores de projeto, André Lange e Markus Wahl. Também foi aceite pelo pessoal. Referido, de forma carinhosa internamente como Hulk, o Robô Colaborativo é algo que nenhum dos colaboradores da STIHL quer perder.