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 automatização rápidos e precisos. Para isso, a Amax Automation AG implementou um paletizador multifuncional - com sistemas robóticos e de manuseio, como o robô Delta EXPT pronto a instalar da Festo.
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 a tornar os países com mais baixos rendimentos menos atraentes. Além disso, estes países não conseguem atingir a reprodutibilidade necessária para as peças sofisticadas e feitas à mão. Também existiu perdas na qualidade devido às peças estampadas que são manuseadas enquanto material a granel. Isto levou a maiores perdas e a custos de limpeza superiores.
Ao realizar a produção no seu mercado nacional, a indústria dos relógios suíços beneficia de rotas de transporte mais rápidas e curtas, e de um controlo de produção mais simples. Os paletizadores fornecidos pelo construtor de máquinas especiais Amax garantem peças bem ordenadas e estampadas para o processamento, como a galvanização, a pintura, a impressão em bloco e a montagem. As peças de alta precisão são diferentes para cada modelo e para cada marca, e são extremamente finas com uma espessura que varia em dezenas de milímetro.
O paletizador multifuncional é muito flexível e rápido. Com um rendimento de 120 peças por minuto, ele pode 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 controlo e o software. As fases seguintes no processo requerem que as peças sejam colocadas nas bandejas com um alto nível de precisão. As peças devem estar sempre voltadas 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 são colocadas.
O processo real de paletização é iniciado. O sistema de visão inteligente SBO..-Q deteta a posição das peças do relógio na correia transportadora e assinala isto a dois robôs Delta EXPT. O robô Delta usa uma garra a vácuo especialmente desenvolvida para pegar nas peças da correia transportadora e coloca-as, dependendo da aplicação, na bandeja de grelha ou na bandeja JEDEC. Este processo não é tão simples quanto parece. Como as peças pequenas são muito leves, a sua posição na correia pode mudar devido a 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 manuseio que dá sequências de movimento altamente precisas e consistentes, que não afetam a posição das peças na correia mas permitem a sua aderência de forma segura. "Este 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 robô Delta EXPT da Festo durante muito tempo, mas não tínhamos um projeto adequado ao seu uso até agora. O fator decisivo foi a ótima relação custo-benefício e já termos colaborado com a Festo Suíça de forma bem sucedida durante anos", explica o especialista em automatização Wirz.
"A Festo ficou encarregada do desenvolvimento do sistema de garra a vácuo com base na sua experiência em automatização pneumática", diz Wirz. Isto requereu 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 a fornecer tecnologia de automatização pneumática e elétrica, e podermos utilizar o sistema de garra e o robô para criar um pacote de desenvolvimento discreto. Isto também resultou na redução do número de interfaces e dos custos associados", diz Wirz, enquanto descreve as vantagens de trabalhar com a Festo.
Contudo, antes do tripé entrar em funcionamento no paletizador, têm de ser realizados vários testes para dar 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. Porque para poder alcançar os 120 ciclos por minuto, eram necessários dois robôs Delta: o primeiro tripé recolhe o maior número possível de peças da correia, o segundo recolhe as peças sobrantes. Uma câmara de visão Festo com um CLP integrado controla os dois tripés. Pelo menos, esta era a teoria.
No entanto, a prática era diferente: com aplicações complexas, as simulações no ecrã não são suficientes. Nestes casos, é necessário realizar testes no Festo Application Centre. Em condições reais, e com as peças fornecidas pelo cliente, são testados os tempos de ciclo e a precisão de repetição dos sistemas de manuseio, com os movimentos registados a partir de uma câmara de alta velocidade da Festo. Desta 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 Centre foram ideais como maneira de analisar a precisão de colocação e os tempos de assentamento consequentes dos robôs Delta, desenvolvendo algoritmos de software adequados e otimizando-os de forma a obter os tempos de ciclo necessários.
Os dois robôs Delta EXPT foram fornecidos pela Festo enquanto sistema pronto a instalar completo com o controlador robótico CMXR e o controlador de motor CMMP-AS na cabine de controlo adequada. Estes foram complementados por um sistema de visão compacto inteligente SBOI...-Q que deteta de maneira ótica as peças na correia transportadora e assinala as informações de posição no controlador robótico. Foram fornecidos outros sistemas de manuseio prontos a instalar para a realização de trocas na bandeja. Os eixos elétricos ELGR empurram as bandejas para a frente, e os cilindros pneumáticos levantam-nas e fixam-nas. O eixo elétrico EGC-HD, conhecido pela sua rigidez e precisão, move uma garra mecânica na horizontal. Esta garra ergue várias peças ao mesmo tempo, dá uma volta de 90º e coloca-as na bandeja de rede. O movimento vertical é realizado pelo eixo elétrico do EGC.
A Festo entregou a solução do sistema pronta a instalar, totalmente montada e comprovada e com garantia funcional, diretamente na máquina. "Beneficiamos dos conhecimentos de engenharia dos especialistas de automatização da Festo, que nos pouparam muito tempo em todo o processo, especialmente durante os testes e o comissionamento", enfatiza Rolf Wirz acerca da vasta gama de serviços oferecidos pela Festo.
"Com as nossas soluções de automatização 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 connosco na superação de novos desafios e, também, abertos a novas aplicações. Encontramos esse parceiro na Festo", diz Wirz. "O robô Delta 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 tripé da Festo alarga a tecnologia Delta para áreas anteriormente reservadas aos robôs Scara, graças à atraente relação custo-benefício. Beneficia grandemente de vantagens, como a baixa massa de movimentos e uma melhor acessibilidade, como também oferece uma alta rigidez ao sistema e uma boa precisão de repetição.
Kirchbergstrasse 211
3400 Burgdorf
Suíça
Área de atividade: automatização da montagem e da produção, engenharia especial e sistemas de manuseio de taças
Este artigo foi publicado na revista da Festo "trends in automation" 2.2014.