Revolucionando a Usinagem CNC: A Transformação da Indústria 4.0

A Indústria 4.0 está acontecendo. Não há dúvida. Grandes empresas e até países inteiros já investem nessa iniciativa com resultados promissores. A Indústria 4.0 é um novo conceito de manufatura que emprega todas as tecnologias de TI para fornecer uma forma mais eficiente e automatizada de produção. Esse conceito influenciará muitos processos e equipamentos modernos de manufatura. Um dos ramos mais avançados é a tecnologia de usinagem CNC. Veja como os métodos e máquinas-ferramenta modernas serão impactados pela mudança de paradigma.

Tomada de Decisão com Big Data

Um dos pilares da próxima indústria é o Big Data. A capacidade de armazenamento e processamento de dados cresceu tanto que agora é possível manter todas as informações sobre trabalhos atuais e anteriores de uma oficina de usinagem CNC em um único local. Não apenas isso: computadores e redes neurais poderão analisar dados de usinagem armazenados para melhorar parâmetros de corte, fixação, escolha de ferramentas, etc., oferecendo conselhos ao operador e tornando seu trabalho mais fácil e eficiente.

Manutenção Preventiva

Ferramentas de usinagem como centros de fresamento de 5 eixos, tornos, retíficas, etc., serão equipadas com inúmeros sensores, e sistemas de monitoramento de Big Data coletarão essas informações em tempo real enquanto as máquinas operam. Isso traz muitas vantagens. Primeiro, os sensores podem estimar a tolerância e, quando a ferramenta se desgasta excessivamente, compensam alterando as coordenadas da ponta ou o diâmetro do cortador.

Mas vai além. Suponha que uma bomba pneumática tenha um pequeno defeito. Ela funciona conforme o especificado, mas se desgasta mais rápido com o tempo. Os sensores monitoram a pressão e detectam desvios da normalidade muito antes de a bomba falhar completamente. Assim, o operador pode encomendar a substituição antecipadamente e trocá-la com apenas um curto tempo de inatividade, evitando falhas catastróficas e danos maiores.

Coleta de Dados para Melhorar o Planejamento de Processos

Pouco se sabe, mas máquinas-ferramenta realmente cortam ligas metálicas apenas 25-40% do tempo de atividade. 60-75% do tempo é gasto esperando peças usinadas chegarem da operação anterior. A tecnologia de máquinas-ferramenta da Indústria 4.0 implica que todos os equipamentos serão unidos por um único sistema de gestão digital e funcionarão como uma única célula. Se o sistema de gestão conhece as operações necessárias para fabricar a peça e todas as peças da oficina, pode calcular diferentes rotas de blanks em velocidade impressionante, ajustar rotas ao adicionar nova peça e criar um sistema de manufatura automatizado inteligente. A porcentagem de corte real e, portanto, a eficiência, crescerá consideravelmente.

Controle de Qualidade Automatizado e Virtual

O controle de qualidade sempre foi complexo: exigia laboratório próprio com instrumentos de medição de alta precisão ou terceirização, consumindo tempo e recursos. Com a nova revolução técnica da Indústria 4.0, as máquinas-ferramenta serão equipadas com muitos sensores, permitindo estimar tolerância da peça, acabamento superficial, dureza e outras características avaliando os dados dos sensores durante o corte. Isso também reduzirá o tempo total de controle, pois a peça será avaliada sem necessidade de interromper o processo de fabricação.

Suprimento Automatizado da Oficina de Usinagem

A gestão automatizada completa da oficina traz muitas vantagens. Alguns passos já foram dados para gestão completa de recursos com sistemas ERP como parte do gerenciamento do ciclo de vida do produto, mas ainda há melhorias. Um tempo de inatividade considerável ocorre quando materiais e suprimentos são encomendados para um projeto e se aguarda o envio. Isso pode ser evitado se você sabe quais materiais tem e quais serão necessários no próximo projeto. As redes neurais que gerenciarão as oficinas podem fazer ambas: monitorar estoques e prever quais materiais e ferramentas serão necessários para fabricar uma peça assim que seu modelo ou design chegar à oficina. Podem até formar a lista de materiais (BOM) e fazer pedidos automatizados aos fornecedores. Assim, a oficina não ficará parada por falta de suprimentos; eles chegarão just-in-time conforme o sistema de manufatura é configurado para a nova peça.

Usinagem na Nuvem (Cloud Machining)

Sistemas de Fabricação Assistida por Computador (CAM) e tecnologias de nuvem, como parte da Internet das Coisas, permitirão que engenheiros e operadores acessem remotamente diferentes tipos de máquinas-ferramenta e as configurem para operações à distância. Novos serviços de usinagem online surgirão: o cliente apenas fará upload de um modelo CAD da peça e esperará a entrega na porta. Não mais discussões longas com engenheiros e horas de espera para aprovação de desenhos. A manufatura se tornará como compras online, só que cada produto é personalizado.

Novos Sistemas Automatizados de Manufatura

Quando a Indústria 4.0 chegar, a automação de máquinas e a integração de sistemas atingirão níveis que exigirão modificação no layout da oficina. Equipamentos robóticos serão integrados ao processo de usinagem para carregar/descarregar, fixar/soltar blanks, verificar qualidade da peça, trocar ferramentas de corte, etc. Uma máquina-ferramenta (ou algumas) ligada a um sistema de gestão virtual com equipamentos robóticos pode formar uma "célula de manufatura" que opera sem o operador; basta fornecer metais e compostos para usinagem.