Automação em linhas de usinagem de peças não seriadas: Vale a pena no Brasil? Quais os impactos e benefícios de células FMS

É sabido que a automação é o futuro da indústria, mas vale a pena aplicá-la em linhas de usinagem? Possivelmente quando pensamos em linhas de produção seriada, provavelmente a resposta seja sim.

E quando temos linhas de produção com lotes pequenos? Este artigo tem como objetivo desmistificar o uso da automação em linhas de usinagem flexíveis. Para a surpresa de todos, já iniciamos com um spoile: Sim, vale muito a pena a automação em linhas não-seriadas.

Segundo dados da ABINFER (Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais), a produtividade média das ferramentarias no Brasil é inferior à 40%, ou seja, a cada 100 horas de produção, a máquina produz efetivamente e apenas 40 horas. Comparando nossa realidade com países mais desenvolvidos industrialmente, estamos com a produtividade média cerca de 25% pior.


Rodrigo Manzano, Gerente de Divisão da Liebherr, informa que existem basicamente 3 formas de automação de linhas de usinagem, que são:


· FMS (Flexible Manufacturing System, ou Sistema Flexível de Manufatura);

·Bin Picking/Célula Robotizada/Robô com 7° eixo e;

·Portal Linear.

Cada uma dessas formas de automação é mais apropriada para um tipo de realidade produtiva, conforme demonstrado na figura 1.


Figura 1 – Enquadramento dos sistemas de automação. Fonte: Liebherr (2020)

Quando temos um processo dedicado a lotes pequenos, como por exemplo o trabalho na indústria de moldes e matrizes, o sistema FMS é o mais indicado. Já para linhas dedicadas, como por exemplo a usinagem de blocos de motor, recomenda-se o portal linear.

Que a automação melhora o processo, garantindo mais confiabilidade e segurança, já não é uma novidade, mas em muitos casos as empresas se esbarram na questão custo de investimento. Existe uma diferença grande entre valor e preço.

·Preço é exatamente quanto se paga em um processo de automação e;

·Valor é o que se ganha com a implantação deste sistema.

Existem diversos exemplos onde o investimento inicial foi pago em menos de seis meses, considerando todos os ganhos gerados, como maior produtividade, maior segurança e maior confiabilidade do sistema. Manzano explora justamente este ponto, usando como exemplo a indústria de moldes e matrizes.

"É evidente o aumento de produtividade que se pode atingir em cada máquina como, por exemplo, no seguimento de moldes e matrizes, onde é possível triplicar a produtividade da máquina com a utilização de sistemas FMS". Com este tipo de ação, é possível o equipamento trabalhar 7 dias por semana, 24 horas por dia, com uma eficiência mínima de 85%, completa Manzano.

É comum encontrarmos empresas que possuem tempo de preparação de peças superiores a 1 hora. Não é raro vermos tempos ainda maiores, na casa de 2 à 4 horas. Vale lembrar que não é somente o tempo de ajuste que se reduz com a utilização de células FMS, mas também é evidente a melhoria da qualidade da peça produzida e um processo muito mais enxuto e seguro para os operadores.

Na fábrica alemã da Schunk, fabricante mundial de tecnologia de fixação e sistemas de garras, as linhas produtivas foram concebidas seguindo esses mesmos princípios. Existem os três tipos principais de automação para centros de usinagem, onde a produtividade é superior à 80%.

Para uma célula FMS rodar com sua capacidade máxima, é muito importante analisar os periféricos, como sistemas de fixação por ponto zero, morsas e porta ferramentas. O conceito do FMS é ter uma linha rodando automaticamente, ou seja, não há espaço para ajustes ou correções de processo.

Frequentemente as empresas se questionam como começar o seu processo de automação e a resposta é: melhorando seu setup. A figura 2 mostra o caminho entre o processo de fixação por grampos (tradicional) até a célula automatizada. Fica claro a necessidade de melhoria do processo de fixação para que a automação tenha um resultado mais eficiente.


Figura 2 – Evolução dos sistemas de fixação de peças.

A Schunk adota e traz a tecnologia de fixação de ponto zero, chamada Vero-S, que permite uma fixação rápida, segura e precisa, garantindo repetibilidade menor que 0,005mm na troca dos componentes.

É possível visualizar o funcionamento no vídeo


O sistema é totalmente fabricado em aço inoxidável e está disponível em uma ampla gama de opções, com forças de fixação de até 28 kN por módulo (versão NSE3 138). Os módulos estão totalmente preparados para automação, com sensoriamento de abertura, fechamento e acoplamento, uma vantagem muito grande quando falamos de trocas automáticas de palete[1].

Fixando a peça com sistema de ponto zero, além dos benefícios mostrados acima, permite-se a usinagem de 5 lados da peça sem alterar a fixação, reduzir o comprimento de ferramentas e com isso melhorar a qualidade do processo.

Respondendo a pergunta do título deste artigo: sim, vale a pena o investimento em uma célula automatizada e osganhos são imensuráveis. Atualmente, os maiores concorrentes da indústria brasileira somos nós mesmos.

O não investimento em tecnologia cria uma barreira entre qualidade e capacidade produtiva e facilita que a concorrência externa consiga os pedidos que poderiam ser direcionados à nossa indústria.

Uma ciranda perigosa e onerosa para o futuro das empresas brasileiras.




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