Revolucionando manufatura automotiva: automação e cobots redefinem a linha de montagem

A principal feira mundial de automação inteligente e robótica, automatica, ocorrerá em Munique de 16 a 19 de junho.

Um foco principal do evento será tornar a produção automobilística mais flexível.

Numerosos expositores apresentarão alternativas à produção convencional em linha de montagem com tecnologia de transportador estacionário, por exemplo sistemas de transporte sem motorista e, claro, cobots para aplicações de colaboração homem-robô.

A indústria automobilística está passando por mudanças substanciais. A discussão sobre tecnologia de propulsão do futuro está em pleno andamento. Alguns fabricantes apostam na eletromobilidade, enquanto outros tendem a usá-la como tecnologia de transição.

Ao mesmo tempo, veículos a combustão parecem mais duráveis, pelo menos por enquanto, do que se assumia anteriormente.

Além disso, novas gerações de motores diesel com tecnologia de filtro altamente eficaz têm emissões significativamente menores que seus antecessores. Outras alternativas de propulsão futura são combustíveis sintéticos, hidrogênio e células de combustível.

Como esse cenário afeta a produção automotiva altamente automatizada? O que isso significa para provedores de tecnologia de robótica e automação? Em outras palavras, como é a produção automobilística do futuro?

A diversidade de tecnologias de propulsão e a incerteza resultante dificultam para fabricantes de carros responder a essas perguntas.

Mas uma coisa é certa: sem soluções de automação altamente flexíveis e digitalmente conectadas, os desafios do futuro não podem ser dominados.

Soluções sustentáveis, compatíveis com Indústria 4.0, são demandadas que apoiem fabricantes de veículos, fornecedores Tier 1 e fornecedores de sistemas em todo o mundo na implementação de estruturas de manufatura de ponta.

Eliminação da tecnologia de transportador estacionário

A automatica, feira líder de tecnologia de automação, mostra tecnologias adequadas para este propósito. Muitas dessas soluções têm em comum a eliminação da tecnologia de transportador estacionário.

Isso significa uma verdadeira mudança de paradigma, porque a linha de montagem dominou a manufatura automotiva por mais de cem anos.

Hoje, fabricantes de carros e planejadores de fábrica buscam alternativas para esta tecnologia altamente eficiente mas também inflexível.

Os primeiros passos já foram dados anos atrás na construção de carrocerias. Os robôs usados lá não apenas soldam, rebitem e colam, mas também seguram e transportam as carrocerias enquanto seus "colegas" de máquina as processam.

Um dos efeitos colaterais positivos: Ao mudar modelos, não é necessário descartar linhas de produção inteiras, apenas reprogramar os robôs.

Nova era não apenas na produção automotiva

Este princípio agora também pode ser aplicado à montagem final. A Porsche demonstra isso com sua nova instalação de produção do Taycan em Zuffenhausen.

Segundo Albrecht Reimold, chefe de produção da empresa, a linha de montagem foi virtualmente abolida lá. Em vez disso, os veículos movem-se pela produção em sistemas de transporte sem motorista, também chamados de veículos guiados autônomos (AGVs), e consequentemente são completados passo a passo.

Isso aumenta a flexibilidade consideravelmente. A velocidade dos AGVs é tão variável quanto o tempo que passam nas estações de montagem; em teoria, os veículos não precisam todos seguir a mesma rota pela produção. Além disso, vários modelos ou derivados podem ser produzidos sem problemas na mesma linha.

O espectro completo de automação flexível

Isso mostra que flexibilidade é o trunfo — e isso não vale apenas para produção automotiva.

Markus Uellendahl, sócio sênior de consultoria de gestão na Porsche Consulting, diz: "Também veremos afastamento de linhas de produção automatizadas tradicionais em outros setores industriais.

"Na Smart Factory do futuro próximo, sistemas de transporte flexíveis como AGVs tornarão mais fácil adaptar processos de produção e logística.

"Na forma mais consistente de implementação, os produtos fabricados automaticamente controlam as estações de montagem atualmente disponíveis em sistemas de transporte autônomos. Algoritmos e inteligência artificial apoiam o planejamento e tornam a tomada de decisão mais eficiente."

Segundo Uellendahl, a maior conversibilidade da smart factory reduz ainda mais investimentos subsequentes.

Empresas que buscam estrategicamente este objetivo podem aproveitar ativamente mudanças em produtos e processos para ganhar vantagem competitiva, bem como adaptar-se mais rápido a requisitos de mercado e condições gerais em mudança.

Na automatica, diversos provedores mostrarão como produção inteligente, digitalmente conectada, pode ser implementada.

Além de robôs, sistemas de visão de máquina industrial, garras e unidades de posicionamento, sensores e controles eletrônicos também desempenham papel central neste contexto.

A feira oferece oportunidade única de examinar todos esses grupos de produtos de forma direcionada.

Cobots colocam trabalhadores no centro do palco

Além disso, um desenvolvimento adicional pode ser visto na automatica: Conceitos modernos de automação não prescindem de trabalhadores, mas os colocam no centro do palco.

Exoesqueletos e cobots aliviarão fisicamente os funcionários. O maior salto de desenvolvimento é esperado na área de cobots. Fabricantes de robôs estabelecidos já apresentaram soluções inovadoras na automatica 2018 e muitos mais desenvolvimentos serão mostrados em 2020.

Por exemplo, o fabricante japonês de robôs Fanuc apresentará um cobot completamente recém-desenvolvido em Munique.

Soluções HRC voltadas para o futuro também podem ser esperadas da Universal Robots, Kuka, Yaskawa, ABB, Stäubli e muitos outros expositores.

Visitantes também podem aguardar especialmente os vários novos expositores como Han's Robot, Hanwha Precision Machinery, Techman Robot, Convertible Robots e Yuanda Robotics.

Robôs colaborativos já se tornaram prática comum, como na Opel em Eisenach: Um cobot do fabricante dinamarquês Universal Robots aparafusa compressores de ar condicionado a blocos de motor lá.

Imediatamente ao lado dos funcionários, sem cerca de segurança separadora, o robô aperta três parafusos a cada dois minutos a exatamente 22 Newton metros enquanto seus colegas humanos continuam a realizar o trabalho upstream e downstream menos estressante.

Outro exemplo: Junto com a BMW em Dingolfing, a Kuka criou solução robótica facilitando o trabalho para funcionários que levantam engrenagens cônicas pesando até 5,5 kg e as encaixam em transmissões de eixo dianteiro com precisão milimétrica.

Eles faziam isso manualmente, mas hoje o sensível colega robô LBR iiwa os auxilia. Ele é suspenso em uma construção de aço esguia e gerencia sem sensores externos, porque um sistema de sensor de torque nas juntas está ativo em seus sete eixos.

Christoph Hock, chefe de colaboração homem-robô na Kuka Systems, diz: "Veremos significativamente mais tais aplicações na indústria automotiva no futuro.

"Em tempos de número crescente de variantes, é uma clara vantagem competitiva poder adaptar a produção otimamente à utilização de capacidade requerida, por exemplo com a ajuda de unidades HRC flexíveis."

A automatica fornecerá visão abrangente em junho de como a nova flexibilidade pode ser implementada na prática — não apenas na produção automotiva.

Imagem principal: O princípio de produção automotiva flexível sem linha de montagem também pode ser aplicado a outros setores industriais. Imagem: Porsche Consulting