Por que os braços robóticos estão agora sendo integrados às máquinas CNC

O atendimento de máquinas CNC modernas envolve múltiplas operações. Fonte: FANUC América

Os braços robóticos e as máquinas CNC sempre operaram nas mesmas instalações, mas agora trabalham em coordenação direta, mudando efetivamente o que os fabricantes podem realizar. O que começou como uma automação simples e de tarefa única evoluiu para uma integração whole da produção.

Os robôs podem apoiar e ampliar ativamente os recursos do CNC máquinasincluindo tempos de execução mais longos, maior produção e exigindo muito menos intervenção humana.

As forças motrizes por trás de uma nova period no atendimento de máquinas CNC

Durante anos, a automação em ambientes CNC significou uma unidade dedicada executando uma tarefa. As integrações modernas parecem diferentes. Um braço robótico agora carrega uma peça em bruto, transfere-a entre máquinas, inspeciona a peça acabada e encaminha-a a jusante – tudo sem envolvimento humano.

Um estudo da Deloitte mostrou que até 1,9 milhão dos 3,8 milhões de cargos industriais que precisam de ser preenchidos até 2033 poderão não ser preenchidos devido a lacunas de competências. Essa pressão trabalhista está entre as razões mais claras fabricantes estão se voltando para a robótica atendimento de máquinas.

Um único braço robótico agora pode gerenciar orientação de peças, inspeção em processo, rebarbação e transferência entre máquinas dentro da mesma célula automatizada. Essa capacidade take away da cadeia de produção segmentos inteiros de processos dependentes de mão de obra. É uma melhoria incremental do fluxo de trabalho e uma rearquitetura do próprio modelo de produção.

As máquinas CNC são grandes investimentos de capital que rotineiramente ficam ociosas fora dos turnos de trabalho quando cuidadas manualmente. Os braços robóticos podem permitir a fabricação sem luzes, executando mudanças de materiais de forma autônoma durante a noite e durante os finais de semana.

Esta integração poderosa também elimina a variabilidade do carregamento guide. A fadiga do operador, a aderência inconsistente e pequenos desalinhamentos acumulam-se ao longo de um turno e na superfície como sucata ou retrabalho. Braços robóticos coloque cada peça em um mandril ou acessório sempre com a mesma orientação e força, permitindo que as máquinas CNC operem consistentemente em sua capacidade projetada.

Como os líderes do setor estão usando a integração CNC robótica

Os fabricantes estão migrando de programas piloto para implantação em grande escala, e as empresas que lideram essa tarefa oferecem uma imagem clara de onde está hoje a integração robótica CNC. De soluções de {hardware} prontas para uso a plataformas de software program independentes de marca, aqui estão cinco líderes do setor que colocam braços robóticos para trabalhar junto com máquinas CNC.

O centro de usinagem vertical ROBODRILL, com tecnologia integrada de cinco eixos. Fonte: FANUC

Sistemas chave na mão da FANUC para máquinas ROBODRILL

FANUC projeta braços robóticos para trabalhar com seus próprios centros de usinagem vertical ROBODRILL. Em 2024, a empresa revelou o ROBODRILL α-D28LiB5ADV Plus Y500 com o controlador R-50iA, que apresenta um sistema de visão incorporado para reconhecimento de peças e verificação de posicionamento.

Um estudo de caso da APT Manufacturing Options também documentou um ganho de eficiência de 33% numa linha ROBODRILL gerida pela FANUC. A produção aumentou de 100 para mais de 150 peças por turno de oito horas, com retorno sobre o investimento (ROI) alcançado em 33 semanas.

A Toolcraft usou o cobot UR5e para melhorar a produção de dispositivos médicos. Fonte: Robôs Universais

Robôs Universais e atendimento colaborativo de máquinas

Robôs Universais construiu sua linha de cobots especificamente para trabalhar ao lado de pessoas sem gaiolas de segurança. Este é um fator crítico para lojas de pequeno e médio porte com espaço limitado. Toolcraft, uma oficina mecânica de Seattle, implantado o cobot UR5e em uma tarefa CNC de três operações para um componente de dispositivo médico.

A repetibilidade de 30 mícrons do UR5e permitiu que peças multithread fossem colocadas com precisão em três acessórios sequenciais, proporcionando uma redução de 23% nos custos de produção e um aumento de 43% no rendimento.

A abordagem da KUKA para operações de alta precisão

KUKA construiu sua reputação em sistemas de alta precisão e alta carga útil para ambientes industriais exigentes. Seu software program KUKA.CNC permite que robôs sejam programados em código Gque é a mesma linguagem que os operadores CNC já conhecem. O KR Quantec Nano foi implantado em células de processamento CNC que utilizam trocadores de ferramentas automatizados, apalpadores e scanners 3D para medição em processo.

Em aeroespacial e defesaesses recursos não são negociáveis. Quando um robô KUKA reposiciona componentes entre operações, a precisão deve corresponder à precisão da usinagem. Qualquer desvio no posicionamento se propaga diretamente em erro dimensional na peça acabada.

O KR Quantec Nano é compatível com o software program KUKA.CNC. Fonte: KUKA

ABB e a ascensão do carregamento flexível padronizado

A complexidade da implantação tem sido uma das maiores barreiras para o CNC robótico integração. ABBO FlexLoader M da é uma célula de atendimento modular pré-projetada disponível em seis configurações para tornos, fresas e centros de usinagem. A instalação dura em média de um a dois dias.

Um assistente integrado apresenta novas peças em menos de cinco minutos e a troca entre peças programadas leva menos de um minuto. A ABB relata que a utilização da máquina excede 97% com o FlexLoader M, versus 40% a 60% em ambientes operados manualmente.

Um Flexloader da ABB apresenta seus usos modulares e personalizáveis. Fonte: ABB

Simulação e programação offline do RoboDK

Cada grande fabricante de robôs usa uma linguagem de programação proprietária diferente, o que historicamente forçou as lojas a manter conjuntos de habilidades separados para cada marca que operavam. RoboDK resolve isso fornecendo uma plataforma independente do fabricante que suporta mais de 1.200 robôs de mais de 50 fabricantes.

Ele gera programas nativos para ABB RAPID, FANUC LS, KUKA KRC e Common Robots a partir de uma única interface. Em seguida, ele converte o código G de cinco eixos diretamente em programas robóticos, permitindo que os braços robóticos executem tarefas de usinagem que antes exigiam equipamentos CNC dedicados.

Uma tela de visualização da inovadora plataforma de software program CAM do RoboDK. Fonte: RoboDK

O futuro da usinagem CNC é autônomo

A infraestrutura que está a ser construída atualmente pela FANUC, Common Robots, KUKA, ABB e RoboDK já está funcional. O que permanece em aberto é até que ponto o papel do robô se expande à medida que a inteligência synthetic amadurece.

Um robô que carrega uma peça hoje segue uma lógica fixa. Mas aquele que monitora a carga do fuso, detecta o desgaste da ferramenta em tempo actual e determine de forma autônoma se uma peça passa na inspeção é um tipo de participante totalmente diferente no processo de fabricação.

Sobre o autor

Lou Farrelleditor sênior da Revolucionadoescreve há anos sobre tópicos de robótica, computação e tecnologia. Ele tem uma grande paixão pelas histórias que cobre e pela escrita em geral.

Este artigo foi publicado com permissão.