Evolução da automação da inserção de hardware na fabricação de metais

FIGURA 3. Ferramentas de alimentação de tigela de troca rápida e peça única, armazenadas no gabinete esquerdo, lidam com a orientação e a singularização das ferragens (garantindo que as ferragens estejam alinhadas e espaçadas corretamente). O gabinete direito armazena diferentes bigornas e placas de transporte.

No meio da recuperação da pandemia em 2021, Ron Boggs, gerente de vendas e serviços da Haeger na América do Norte, continuou recebendo o mesmo tipo de ligação dos fabricantes.

“Eles ficavam nos dizendo: 'Ei, estão faltando fixadores'”, disse Boggs. “No final das contas, isso resultou de questões de pessoal.” À medida que as fábricas eram recontratadas, muitas vezes colocavam pessoas inexperientes e menos qualificadas na frente da prensa de inserção de hardware. Às vezes, eles sentiam falta dos fechos; outras vezes, inseriram o fixador errado. Devoluções de clientes e retrabalhos montados.

Numa visão de alto nível, a inserção de hardware parece uma aplicação madura para a robótica. Afinal, uma oficina fabril pode ter automação total em corte e conformação, completa com torres, remoção de peças e talvez até dobra robótica. Toda essa tecnologia alimenta um departamento de inserção de hardware amplamente manual. Considerando tudo isso, por que não colocar um robô na frente da prensa de inserção de hardware?

Nas últimas duas décadas, Boggs trabalhou com muitas lojas fabulosas que robotizaram a inserção de hardware. Mais recentemente, ele e sua equipe – incluindo Sander van de Bor, engenheiro principal da Haeger – trabalharam para facilitar a integração de cobots no processo de inserção (veja a Figura 1).

Dito isto, tanto Boggs quanto van de Bor enfatizaram que focar apenas na robótica às vezes ignora problemas maiores com a inserção de hardware. Uma operação de inserção de hardware robusta, automatizada e flexível requer vários blocos de construção, incluindo consistência e flexibilidade do processo.

O ferro velho morre com dificuldade. Muitos aplicam o ditado às prensas de estampagem mecânica, mas ele também soa verdadeiro para as prensas de inserção de hardware alimentadas manualmente, principalmente por causa de sua simplicidade. Em frente a uma prensa de inserção manual, o operador coloca o fixador e a peça na ferramenta de bigorna inferior. Ele pressiona o pedal. A ferramenta de punção superior desce, entra em contato com a peça de trabalho e cria pressão para inserir a ferragem. É tudo muito simples – até, é claro, algo dar errado.

“Se os operadores não prestarem atenção, a ferramenta cairá, tocará a peça de trabalho e não criará pressão”, disse van de Bor. Por que, exatamente? “O equipamento mais antigo não tem feedback de erro, então os operadores realmente não sabem.” O operador pode não ter mantido o pé no pedal durante todo o ciclo, o que por sua vez pode ter acionado o sistema de segurança da prensa. “A ferramenta superior tem seis volts; a ferramenta inferior é retificada e a prensa precisa sentir a condutividade antes de aumentar a pressão.”

As prensas de inserção mais antigas também não possuem as chamadas “janelas de tonelagem”, uma faixa de pressão na qual o hardware pode ser inserido corretamente. As prensas modernas detectam quando essas pressões são muito baixas ou altas. Como explicou Boggs, como as prensas mais antigas não têm janelas de tonelagem, os operadores às vezes corrigem os problemas ajustando uma válvula para ajustar a pressão. “Alguns ajustarão o valor muito alto, outros muito baixo”, disse Boggs. “O ajuste manual abre a porta para muita variabilidade. Se estiver muito baixo, você não está instalando o hardware corretamente.” O resultado: o fixador não é seguro porque não combina com a chapa metálica como deveria. “Uma pressão muito alta pode deformar a peça ou o próprio fixador.”

“As máquinas mais antigas também não tinham contadores”, acrescentou van de Bor, “o que pode fazer com que os operadores percam fixadores”.

A inserção manual de hardware parece simples, mas o processo pode ser difícil de ser à prova de erros. Pior ainda, a operação do hardware geralmente ocorre no final da cadeia de valor, depois que as peças brutas foram cortadas e formadas. Problemas de hardware podem causar estragos no revestimento em pó e na montagem, muitas vezes porque um operador consciencioso e diligente cometeu alguns pequenos erros que se transformaram em grandes dores de cabeça.

FIGURA 1. Um cobot apresenta uma peça a uma prensa de inserção de hardware com quatro tigelas e quatro placas de transporte separadas que alimentam o hardware na prensa. imagens: Haeger