A indústria suíça de relógios protege a reputação lendária dos seus relógios, com o selo de qualidade "Swiss Made" (feito na Suíça). Este nível de qualidade só pode ser alcançado com equipamentos de automação rápidos e precisos. Para isso, a Amax Automation AG implementou um paletizador multifuncional - com sistemas robóticos e de manipulação, como o Tripod EXPT da Festo pronto para ser instalado.
De acordo com pesquisas, os consumidores em todo o mundo estão dispostos a pagar até mais 50% por um relógio se ele tiver o selo de qualidade "Swiss Made". Este selo também significa, de acordo com a legislação do Parlamento Suíço, que em termos de custos de produção mais de 60% destes elegantes relógios foram fabricados na Suíça.
Este é um dos motivos pelos quais a indústria de relógios suíços tem cada vez mais etapas de produção para relógios e peças de relógios na Suíça. Outro motivo é o aumento dos encargos salariais que estão tornando países com mais baixas receitas menos atraentes. Além disso, estes países não conseguem atingir a reprodutibilidade necessária para as peças sofisticadas feitas à mão. Também existiu perdas na qualidade devido às peças estampadas que são manipuladas como materiais a granel. Isso levou a maiores perdas e custos com limpeza superiores.
Ao realizar a produção no seu mercado nacional, a indústria dos relógios suíços se beneficia de rotas de transporte mais rápidas e curtas, além de um controle de produção mais simples. Os paletizadores fornecidos pelo construtor de máquinas especiais Amax garantem peças bem orientadas e estampadas para o processamento, como a galvanização, pintura, impressão em bloco e montagem. As peças de alta precisão são diferentes para cada modelo e marca, mas são extremamente finas, sua espessura varia em décimos de milímetro.
É necessária a precisão máxima quando as peças do relógio são introduzidas.
O paletizador multifuncional é muito flexível e rápido. Com um rendimento de 120 peças por minuto, ele posiciona onze peças pequenas diferentes em seis bandejas de grelha diferentes ou duas bandejas JADEC diferentes. A máquina pode configurar, facilmente, outras peças com o painel de controle e o software. As fases seguintes no processo necessitam que as peças tenham sido colocadas nas bandejas com um alto nível de precisão. As peças devem estar sempre orientadas para cima na bandeja. Dois sistemas de visão integrados e um sistema de torneamento, especialmente desenvolvido, garantem que só as peças orientadas na direção correta sejam colocadas.
O processo real de paletização é iniciado. O sistema de visão inteligente SBO..-Q detecta a posição das peças do relógio na correia transportadora e informa a dois Tripods EXPT. O Tripod utiliza uma garra a vácuo especialmente desenvolvida para manipular peças da correia transportadora e as coloca, dependendo da aplicação, na bandeja de grelha ou na bandeja JEDEC. Este processo não é tão simples quanto parece. Como as peças são pequenas e muito leves, a sua posição na correia pode mudar por uma corrente de ar. Mais ainda, são tão finas que a garra a vácuo dificilmente distingue entre a peça e a correia. Portanto, a produção confiável requer um sistema de manipulação para oferecer sequências de movimento altamente precisas e consistentes, que não afetem a posição das peças na correia, mas permitam sua aderência de forma segura. "Esse é o motivo pelo qual a utilização da tecnologia robótica correta é fundamental", explica Rolf Wirz, Diretor-geral da Amax.
"Ficou claro que só um robô com cinemática Delta poderia alcançar a flexibilidade e a velocidade necessárias para recolher as peças pequenas na área de trabalho", continua Wirz. "Ficamos atentos ao Tripod EXPT, da Festo, durante muito tempo, mas não tínhamos um projeto adequado ao seu uso até então. O fator decisivo foi a ótima relação custo-benefício e já termos trabalhado com a Festo Suíça, de forma bem sucedida, durante anos", explica o especialista em automação Wirz.
"A Festo ficou encarregada do desenvolvimento do sistema de garra a vácuo, com base na sua experiência em automação pneumática", diz Wirz. Isso necessitava de muita experiência, porque não é fácil gerar a quantidade certa de vácuo no tempo indicado para a aderência e para os impulsos de ejeção. "Foi vantajoso termos a Festo como fornecedora de tecnologia de automação pneumática e elétrica. Pudemos utilizar o sistema de garra e o robô para criar um pacote de desenvolvimento discreto. Isso também gerou redução do número de interfaces e dos custos associados", diz Wirz, enquanto descreve as vantagens de se trabalhar com a Festo.
O Tripod utiliza uma garra a vácuo, especialmente desenvolvida para pegar em peças da correia transportadora e colocá-las na bandeja de rede ou na bandeja JEDEC.
Contudo, antes do Tripod entrar em funcionamento no paletizador, era necessário realizar diversos testes para a validação. "É por isso que pedimos o apoio dos nossos colegas do Application Center da Alemanha", disse Daniel Minger, Engenheiro de Vendas, da Festo Suíça. Para poder alcançar os 120 ciclos por minuto, eram necessários dois Tripods: o primeiro recolhe o maior número possível de peças da correia, o segundo recolhe as peças sobressalentes. Uma câmara de visão Festo, com um CLP integrado, controla os dois Tripods. Pelo menos, essa era a teoria.
No entanto, a prática foi diferente: com aplicações complexas, as simulações na tela não foram suficientes. Nesses casos, foi necessário realizar testes no Festo Application Center. Em condições reais, com as peças fornecidas pelo cliente, são testados os tempos de ciclo e a precisão de repetição dos sistemas de manipulação, com os movimentos registrados, a partir de uma câmara de alta velocidade da Festo. Dessa forma, o software e o hardware podem ser combinados com precisão.
No caso do paletizador Amax, a precisão da colocação nas bandejas foi particularmente crítica. As condições laboratoriais no Application Center foram ideais para analisar a precisão de colocação e os tempos de assentamento consequentes dos Tripods, desenvolvendo algoritmos de software adequados e os otimizando para obter os tempos de ciclo necessários.
Os dois Tripods EXPT foram fornecidos pela Festo como um sistema pronto para ser instalado completo, contendo o controlador robótico CMXR e o de motor CMMP-AS no painel de comando adequado. Eles foram complementados por um sistema de visão compacto inteligente SBOI...-Q que detecta, de maneira óptica, as peças na correia transportadora e assinala as informações de posição no controlador robótico. Foram fornecidos outros sistemas de manipulação prontos para serem instalados para a realização de trocas na bandeja. Os eixos elétricos ELGR empurram as bandejas para a frente, enquanto os cilindros pneumáticos as levantam e as fixam. O eixo elétrico EGC-HD, conhecido por sua rigidez e precisão, move uma garra mecânica na horizontal. Essa garra ergue diversas peças ao mesmo tempo, rotaciona 90º e as coloca na bandeja de rede. O movimento vertical é realizado pelo eixo elétrico do EGC.
A Festo entregou a solução do sistema pronta para ser instalada, totalmente montada, testada e com garantia funcional, diretamente na máquina. "Beneficiamo-nos dos conhecimentos de engenharia dos especialistas de automação da Festo, que nos economizaram muito tempo em todo o processo, especialmente durante os testes e comissionamento", enfatiza Rolf Wirz sobre a vasta gama de serviços oferecidos pela Festo.
O eixo elétrico EGC-HD, conhecido por sua rigidez e precisão, move uma garra mecânica na horizontal. Eleva diversas peças ao mesmo tempo, rotaciona 90º e as coloca em uma bandeja de rede.
"Com as nossas soluções de automação personalizadas, trabalhamos frequentemente no limite do conhecimento técnico e da viabilidade. Esperamos que os nossos parceiros fiquem entusiasmados com a inovação e ansiosos por trabalharem conosco na superação de novos desafios e, também, estamos abertos a novas aplicações. Encontramos esse parceiro na Festo", diz Wirz. "O Tripod EXPT é apenas um exemplo de como a Festo consegue ter produtores inovadores, com os quais podemos ser bem sucedidos no mercado", afirma o Diretor-geral da Amax.
Segundo Wirz, o Tripod da Festo amplia a tecnologia Delta para áreas anteriormente reservadas aos robôs Scara, graças à atraente relação custo-benefício. Beneficia-se das vantagens, como a baixa massa de movimentos e uma melhor acessibilidade, bem como oferece uma alta rigidez ao sistema e uma boa precisão de repetição.
Kirchbergstrasse 211
3400 Burgdorf
Suíça
Área de atividade: automação da montagem e produção, engenharia especial e sistemas de manipulação de taças
Esse artigo foi publicado na revista da Festo "trends in automation" 2.2014.