Próximo nível: Automação em máquinas-ferramenta através robôs móveis

Desde aumentos de preços até a escassez de profissionais qualificados – as indústrias estão cada vez mais sob pressão. Em um projeto-piloto a KUKA e a HELLER, um produtor de máquinas-ferramenta CNC, desenvolveram uma aplicação inteligente para estes desafios: um robô móvel carrega e descarrega máquinas de forma automatizada com ferramentas e alivia os colaboradores.

Automação no carregamento de máquinas ainda no início

Pequenas quantidades, alta complexidade – e o mais rapidamente possível. Os desejos individuais de clientes colocam as indústrias diante de desafios, a isto somam-se a escassez de profissionais qualificados e preços crescentes de matérias-primas e serviços. Isso pode ser solucionado através da automação. Por exemplo, a automação em funções de paletização, Handling ou montagem, bem como para a usinagem de peças, já está bastante avançada. Contudo, a carga e descarga flexível e automatizada de máquinas com ferramentas ainda está no início. Junto com a KUKA, o grupo empresarial HELLER de atuação global, iniciou e realizou um projeto-piloto que consegue preencher exatamente essa lacuna.

Know-how concentrado de robótica para mais automação

"Nesta área há muito potencial. Não se trata apenas de automatizar antes da máquina, mas também depois dela", diz Robert Eber, responsável pela automação de paletes e robôs na HELLER. Em cinco unidades de produção em todo o mundo, o grupo produz moderníssimas máquinas-ferramenta CNC e sistemas de fabricação para a usinagem. Inúmeras empresas da engenharia mecânica geral, tecnologia de energia, técnica de fluidos, indústria aeroespacial, indústria automotiva e seus fornecedores, bem como de muitos outros ramos, estão entre os clientes da empresa fundada em 1894 em Nürtingen. A HELLER já usava soluções baseadas em robôs da KUKA em tarefas anteriores. Entretanto, para o projeto-piloto no carregamento de máquinas através de robôs, ambas as empresas trabalharam pela primeira vez em parceria, para desenvolver uma aplicação com capacidade de mercado.

A HELLER aposta em uma solução específica de cliente e, consequentemente, na tecnologia de automação.

Altamente flexível: Alimentação de máquinas através de robôs móveis

A cooperação iniciou com o objetivo de descobrir quais processos manuais podem ser automatizados e onde estão os limites. "Entramos em contato com a empresa HELLER e perguntamos se eles viam uma necessidade na robótica móvel e isso foi respondido imediatamente com um Sim. A partir disso surgiram então as primeiras ideias, conceitos e, finalmente, o nosso projeto-piloto", relata Steffen Günther, Global Business Development Manager na KUKA. Na primavera alemã de 2021 as duas empresas iniciaram o projeto, e cerca de um ano mais tarde e após alguns desafios, finalmente foram encontrados os processos adequados.

Robô móvel para maior produtividade

E ele tem o seguinte aspecto: através das informações do pedido de produção que foram disponibilizadas pelos colaboradores, um computador central da empresa CERTA determina quais ferramentas a máquina necessita. Ele encarrega o KMR CYBERTECH para buscar as respectivas ferramentas do depósito. A plataforma móvel, acionada através de tecnologia omnidirecional, com um KR CYBERTECH instalado sobre a mesma, se desloca e executa a alimentação da máquina. "Para isso, o KMR CYBERTECH foi o produto ideal, uma vez que no porta-ferramentas temos um peso máximo de até 20 quilogramas", observa Steffen Günther. O braço do robô apanha as respectivas ferramentas e as posiciona sobre os dispositivos apropriados para isso na plataforma. Em seguida, o deslocamento continua.

Através da solução automatizada é poupado ao colaborador o deslocamento à máquina e a colocação das ferramentas. Assim podemos transferir o enfoque do trabalho manual.

Robert Eber, Chefe de Grupo Pallet & Robot Automation Industrial na HELLER

As vantagens de robôs móveis

O KMR CYBERTECH leva as peças à respectiva máquina e as coloca onde são necessárias. "Através da solução automatizada para o carregamento automático de máquinas, é poupado ao colaborador o deslocamento à máquina e a colocação das ferramentas. Assim podemos transferir o enfoque do trabalho manual", explica Robert Eber. O KMR CYBERTECH não apenas assume a carga e descarga nesta solução, mas também a substituição. Quando, por exemplo, o computador central recebe a informação sobre uma ferramenta gasta, a plataforma se desloca à respectiva máquina. Descarregar, transportar, buscar a nova ferramenta, colocá-la na máquina – e pronto.

O robô pode aprender a alimentar a máquina-ferramenta.

Robô móvel autônomo na instalação

Um desafio especial no desenvolvimento desta solução para o carregamento automático de máquinas foi a comunicação entre todos os sistemas envolvidos. "Quais dados estão disponíveis quando e onde? O maior desafio para nós foram as interfaces para a troca de dados", diz Robert Eber. Através da competência de automação concentrada da KUKA e da HELLER, depois de alguns testes, foi possível encontrar um caminho apropriado para não deixar que a plataforma móvel se deslocasse apenas de A para B. Agora ela é provida ad-hoc com as informações necessárias, com as quais ela sabe, a todo momento, exatamente o que deve ser feito.

A robótica móvel pode realizar estes trabalhos em regime 24/7 e os técnicos podem se concentrar nas suas competências e atividades de maior agregação de valor.

Steffen Günther, Global Business Development Manager na KUKA

Flexibilidade para o usuário

A meta era também realizar um segundo requisito no projeto-piloto. "Queríamos mudar o mínimo possível da operação manual", afirma Eber. "Isto é: o colaborador também deve poder continuar a colocar ferramentas e administrar dados, caso isso seja necessário."

Flexível e automatizado: robôs móveis não apenas podem transportar uma peça, mas também assumir a alimentação de máquinas com ferramentas.

Consultas de clientes para robôs na máquina-ferramenta

O projeto está concluído, a viabilidade foi constatada: a comunicação funciona e as máquinas agora podem ser carregadas com ferramentas por pessoas como também por robôs. "Agora observaremos o mercado e estamos prontos para entrar no próximo estágio e reagir às consultas de clientes", enfatiza Eber. Também para a KUKA foi o primeiro grande projeto com robótica móvel na área da automação de uma máquina-ferramenta. Steffen Günther está convencido de que com isso é possível combater a escassez de profissionais qualificados e fortalecer as indústrias. "A robótica móvel pode realizar estes trabalhos em regime 24/7 e os técnicos podem se concentrar nas suas competências e atividades de maior agregação de valor." O alicerce foi lançado, os primeiros projetos de clientes e ofertas já puderam gerar a cooperação com a HELLER. Agora é preciso integrar o projeto inovador nos pavilhões de produção de outros fabricantes de ferramentas.