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Rui Manuel Silva César Eng.o Mecânico ADIRA, S.A. Tel.: +351 226 192 700 · Fax: +351 226 192 701 adira@adira.pt · www.adira.pt

INFORMAÇÃO TÉCNICO-COMERCIAL

CÉLULAS DE QUINAGEM ROBOTIZADAS 1. INTRODUÇÃO Atendendo às exigências de mercado e às actuais tendências de gestão de produção conhecidas por “Lean Production”, temos observado um crescente interesse por uma automação dos métodos de quinagem. As células de quinagem respondem em grande parte aos requisitos de qualidade do produto, gestão de produção e segurança em ambiente industrial, com maior ou menor aplicação de componentes periféricos necessários às várias operações de transformação das peças.

mantêm-se a produção uniforme, e além disso como não há interferência do factor cansaço do pessoal, a produção de grandes lotes é ainda mais rentável. Quando as exigências do mercado forçam o aumento da produção e o nível de qualidade, obrigando a uma maior capacidade produtiva, torna-se evidente que a operação de quinagem é uma tarefa com pouca oferta de operadores.

Figura 1 · Lotes de grandes quantidades.

2. PRODUÇÃO EFICIENTE O objectivo deste equipamento é permitir o mínimo número de ciclos de fabrico na produção de peças quinadas ou com outras operações, como a soldadura, a partir de um lote de chapa plana e a obtenção de um lote de peças acabadas devidamente empilhadas, utilizando o mínimo de recursos. Precisão Com a boa precisão do sistema garantem-se os objectivos da produção como a redução de desperdícios e do custo do produto final. O aumento da qualidade é manifestamente superior e continuado pela monitorização introduzida em cada ciclo produtivo peça a peça. Controlo de produção A cadência de produção é constante, ajudando à gestão e cumprimento de prazos com diminuição de stock, sem excessos de processamento, inventário, movimentação de cargas, espaço da armazenamento, tempo de espera. No entanto, a produção em massa também é um dos casos em que o sistema de robotização tem vantagens. Devido à fiabilidade e precisão do processo

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Minimizações de desperdício Com a implementação deste tipo de automação temos uma efectiva eliminação de actividades que não acrescentam valor ao produto, obtendo uma optimização dos recursos escassos (capital, pessoas e espaço). De facto, o custo deste tipo de instalações é cada vez menor devido a factores de escala, e o retorno do investimento é muito rápido. A relação produtividade custo de mão-de-obra é uma vantagem notoriamente evidente. Sendo uma instalação compacta com um local bem definido para a entrada de peças, produção das mesmas e saída do produto acabado, o espaço é muito rentabilizado. Usando equipamentos standard, a ADIRA permite que o valor investido numa célula de quinagem seja facilmente convertido, mesmo quando os mesmos forem afectados a outro tipo de produção, pois qualquer das máquinas principais continuam, individualmente, a ser utilizáveis. Melhoria contínua – A tecnologia envolvida está em constante evolução apresentando hoje uma forte capacidade de inovação na implementação de métodos auxiliares da gestão. A ADIRA tem como estratégia a colaboração com fornecedores de qualidade comprovada, dando um apoio ao cliente em todos os níveis, desde a concepção de ferramentas como aconselhamento técnico comercial, fornecendo formação completa e continuada apoiada num serviço pós venda competente. A ADIRA sempre teve uma postura no mercado que privilegia a construção e manutenção de uma relação de longo prazo com os clientes.


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4. INTEGRAÇÃO

6. CAPACIDADE

Como outro qualquer processo, é passível de ser integrado numa linha de fabricação automática com transportadores de alimentação de chapas a montante e transportadores evacuadores de peças a jusante da célula, destinadas à produção ou armazenagem.

Desde pequenas peças complexas a peças longas e pesadas, de manuseamento penoso, monótono e cansativo para o operador ou requerendo pela suas grandes dimensões, mais do que um operador, o robot pode sempre encontrar a melhor posição para a quinagem, sem esforço ou necessidade de pausas para descanso. Tudo isto é facilitado pela utilização de diversos acessórios, como ventosas, pinças, sistemas magnéticos, pneumáticos, entre outros. Todavia, operações muito simples de uma única quinagem ou várias quinagens de um mesmo ângulo poderão igualmente revelar-se interessantes para uma célula deste tipo, pela simples repetição de operações, como a recolha de um formato de chapa de uma pilha, a sua introdução na quinadora, o comando da operação de quinagem, a remoção da peça quinada e a sua paletização. Em resumo fornece-se uma “palette” com chapas planas e recebe-se noutra “palette” as peças executadas sem intervenção humana. Outros tipos de automação podem ser integrados com a célula, como transportadores alimentadores a montante e evacuadores a jusante.

Alimentador de chapas Juntamente com a configuração base de uma “Célula Flexível de Quinagem” que é normalmente constituída, para além do respectivo robot e quinadora, por uma mesa de carga de chapas planas, mesa de orientação, unidade de viragem e finalmente mesa de paletização ou saída de peças, ainda se pode adicionar outros elementos que aumentam a produção, como o “Alimentador de Chapas“.

Figura 8 · Alimentador de Chapas.

Figura 9 · Com 7 eixos obtém-se um maior alcance.

Este “Alimentador de Chapas” é formado por dois dispositivos essenciais que colocam as chapas na posição de orientação sem que o robot tenha qualquer intervenção neste processo, para além de resolver uma parte importante do programa do robot dedicado à tarefa de carregar chapas novas. Estas funções são executadas em simultâneo com o trabalho do robot, pelo que reduz substancialmente o tempo de ciclo de fabrico de cada peça. Assim a peça é colocada na mesa de orientação sempre na mesma posição apropriada para que o robot inicie o ciclo. O ciclo de verificação de existência de dupla chapa é também efectuado pelo “Alimentador de Chapa” e, no caso de haver duas chapas coladas, repete a ciclo de carga de chapa nova.

Figura 10 · Mesa de referência.

Figura 11 · Exemplo de “Gripper”.

5. TROCA DE FERRAMENTAS PELO ROBOT Usando o tipo de ferramentas de aperto hidráulico com montagem e desmontagem frontal, existe ainda a possibilidade de usar o robot para fazer a preparação da quinadora, mudando as ferramentas de acordo com o programa. Neste nível de automação as pinças são guardadas num armazém apropriado onde o robot coloca ou retira a pinça correspondente à função e programa as seguintes. Esta mudança de ferramentas requer um dispositivo de aperto rápido automático, montado na flange/cabeça do robot e no armazém de ferramentas.

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7. VERSATILIDADE Outro tipo de operações complementares ao processo de fabrico de peças quinadas podem ainda ser agregadas à célula e executadas por outro tipo de máquinas, como lixadoras, pequenas puncionadoras ou máquinas de soldadura, operadas pelo mesmo robot.

8. VANTAGENS As grandes vantagens da utilização de robots na quinagem e no trabalho de chapa em geral são: › Alta repetibilidade não afectada por factores humanos; › Ausência de rejeições ou falhas; › Elevada precisão de posicionamento; › Facilidade de atender a mais do que um posto ou máquina; › Elevada segurança do poder de operar num local totalmente fechado; › Número elevado de graus de liberdade controláveis; › Facilidade de efectuar percursos complexos com grande precisão e rapidez, sobretudo os modelos antropomórficos; › Elevada eficiência; › Possibilidade de gestão “offline”; › Elevada produtividade; › Rentabilidade de retorno financeiro quase imediato, pela redução do custo fabril. Na realidade do dia-a-dia verifica-se, em alguns casos, uma redução de 50% no tempo de execução de peças, comparando o serviço tradicional por operador manual com o trabalho em ciclo contínuo de uma célula de quinagem. Por exemplo, uma peça com 8 quinagens e 3 tipos de ângulos em diferentes dobras, demorava cerca de 2,5 minutos numa operação manual e com constantes deficiências devido à complexidade e atenção exigida, e passou a gastar apenas 1,5 minutos numa célula semelhante à apresentada nas fotografias, com as vantagem enunciadas.

Células de quinagem robotizadas  
Células de quinagem robotizadas  

Autor: Rui Manuel Silva César; Revista: robótica nº82