Célula de Manufatura Tudo-em-Um da RoboDK: Otimize Produção, Reduza Custos e Aumente Eficiência

Imagine que você precisasse apenas de uma célula de manufatura que pudesse fazer tudo. É isso que uma equipe de pesquisadores está fazendo com o RoboDK.

Pense em como você fabrica peças agora.

Há muitos passos, não há? Uma célula transforma a matéria-prima em peças de trabalho usináveis. Outra célula corta a forma bruta da peça, depois completa a usinagem fina. Yet outra célula realiza acabamento de superfície. No final, seu chão de fábrica está cheio de máquinas, o que leva seus operadores a correr por todo o lugar tentando acompanhar.

Não seria útil se você tivesse apenas uma célula para completar todas estas etapas?

Esta é a questão que um grupo de pesquisadores decidiu abordar em uma recente proposta de projeto para o programa de financiamento Horizon 2020 da UE.

Apresentando… HYROMAN

HYROMAN era o nome de uma proposta para um projeto da UE submetida em 2017.

A UE (União Europeia) organiza seu financiamento de projetos de pesquisa em rodadas. A rodada atual é chamada Horizon 2020 e, até agora, houve mais de 600.000 inscrições submetidas nos últimos 5 anos (das quais apenas 3% foram financiadas).

HYROMAN significa HYbrid RObotic MANufacturing (Manufatura Robótica Híbrida). A ideia por trás do projeto é desenvolver uma plataforma que possa alcançar todas as etapas de manufatura dentro de uma única célula robótica.

A proposta do projeto explicava que HYROMAN "pretende construir um sistema de manufatura inovador e disruptivo que permita produção ágil e econômica."

A Plataforma HYROMAN

O núcleo do projeto proposto é a "plataforma HYROMAN" que "é um sistema robótico avançado … para minimizar o tempo de produção, espaço no chão de fábrica e capital necessário."

Isso combina três etapas principais de manufatura em uma única célula:

1. Manufatura Aditiva — Em vez de trabalhar a partir de peças de metal, a célula usaria uma "ferramenta de deposição" (impressão 3D) para construir a forma bruta da peça. Uma ferramenta extrusora seria anexada como efetor final do robô para completar esta etapa.
2. Manufatura Subtrativa — Em seguida, um segundo robô dentro da célula usaria uma ferramenta de usinagem para remover material excedente da peça.
3. Manufatura Transformativa — Finalmente, o segundo robô trocaria sua ferramenta de usinagem por um efetor final de tratamento de superfície. Isso seria usado para transformar a microestrutura da superfície da peça e levá-la à qualidade final.

Na verdade, seria possível completar todas as três etapas com um único robô. No entanto, a manufatura aditiva leva muito mais tempo que as outras duas etapas, então faz sentido usar dois robôs. Talvez até faça sentido usar múltiplos robôs para a etapa de impressão 3D para aumentar a vazão geral da célula.

Como HYROMAN Usa o RoboDK

Uma coisa que torna HYROMAN uma ótima ideia é seu uso do RoboDK como plataforma de programação. O RoboDK torna muito fácil alcançar todas as três etapas de programação dentro do mesmo ambiente.

Para sua proposta, a equipe usou o software para construir uma simulação da primeira etapa da célula (a impressão 3D). Para fazer isso, usaram o assistente de impressão 3D. No entanto, isso é apenas o começo. Com os assistentes de programação integrados do RoboDK, todas as três etapas são fáceis de alcançar.

Aqui está como a equipe da HYROMAN pode usar o mesmo software para manufatura aditiva, subtrativa e transformativa:

Manufatura Aditiva — Assistente de Impressão 3D

O primeiro passo é imprimir 3D a forma bruta da peça usando manufatura aditiva.

O assistente de impressão 3D do RoboDK permite que você transforme facilmente um modelo CAD em uma sequência de instruções de robô. Requer um arquivo GCODE como entrada, que pode ser gerado pelo software gratuito Slic3r.

Há muitas possibilidades para impressão 3D. Recentemente, relatamos sobre uma equipe que está usando RoboDK para imprimir alimentos em 3D. Também vimos impressão 3D de concreto para aplicações arquitetônicas.

Veja o seguinte exemplo de impressão 3D no RoboDK, e confira a página de documentação para instruções práticas.

Manufatura Subtrativa — Assistente de Usinagem Robótica

O segundo passo é usinar os detalhes finos da peça usando ferramentas de máquina compatíveis com robô.

O Assistente de Usinagem do RoboDK segue um processo muito semelhante à impressão 3D. Ele usa GCODE como entrada ou outro tipo de arquivo NC. No entanto, em vez de adicionar material, a ferramenta é usada para remover material.

Para detalhes sobre como a usinagem robótica pode ajudar seu negócio, leia nosso artigo Como a Usinagem Robótica Pode Simplificar Sua Vida.

Veja o seguinte exemplo de Usinagem Robótica no RoboDK, e confira a página de documentação para instruções práticas.

Manufatura Transformativa — Assistente de Seguimento de Curva

A etapa final é realizar tratamento de superfície, para melhorar as propriedades do material do produto final (ex: melhorar resistência ao desgaste, soldabilidade, resistência à corrosão, etc).

O movimento exato do robô dependerá do método específico de tratamento de superfície. No entanto, muitos métodos exigirão que o robô se mova em um caminho curvo ou para pontos individuais. Para isso, os Assistentes de Seguimento de Curva e Seguimento de Ponto do RoboDK serão mais úteis.

Estes movimentos tornam as aplicações de acabamento de superfície bastante semelhantes a tarefas de inspeção ou pintura, sobre as quais você pode ler em nosso artigo O Guia do Fabricante para Inspeção Robótica.

Veja o seguinte exemplo de uma tarefa de Seguimento de Curva (pintura) no RoboDK, e confira a página de documentação para instruções práticas.

Como Você Pode Melhorar Seu Processo com o RoboDK

HYROMAN é uma ótima ideia. No entanto, você não precisa realizar todas as três tarefas de manufatura dentro da mesma célula robótica para ver os benefícios. Você pode melhorar seus processos implementando apenas uma das tarefas.

Qual das três tarefas seria mais útil para seu negócio? (ou seja, impressão 3D robótica, usinagem robótica ou acabamento de superfície robótico).

Escolha a que faz sentido para você e use os links acima para saber mais.

O que você poderia alcançar com uma célula de manufatura tudo-em-um? Conte-nos nos comentários abaixo ou junte-se à discussão no LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram ou no Fórum RoboDK.