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A indústria transformadora está sempre a atualizar-se com o advento de novas e melhores tecnologias. O mesmo acontece com a maquinagem CNC.
Atualmente, a robótica CNC é amplamente utilizada na maquinagem para produzir objectos complexos e de qualidade superior. Quer se trate da dureza, do acabamento da superfície ou da tolerância física, a tecnologia dos robôs pode desempenhar várias funções numa só mão.
A investigação demonstrou que a maior parte do trabalho de fresagem e retificação é atualmente realizado com a ajuda da maquinagem robótica. Para além da capacidade mecânica, vejamos o que mais esta tecnologia de robôs tem para a maquinagem CNC.
O que são robôs de maquinagem CNC?
Antes de nos debruçarmos sobre a utilização da tecnologia dos robots, é necessário saber o que são os robots de maquinagem CNC. Não é novidade que os robots lideram gradualmente os espaços de trabalho e são uma parte vital das indústrias metalúrgicas.
Por conseguinte, as máquinas CNC robotizadas são ferramentas avançadas acionadas por programas que funcionam sem qualquer intervenção para fins de maquinagem. A lista de robótica é abrangente, uma vez que diferentes robôs desempenham diferentes funções em máquinas de fresagem ou retificação.
No entanto, o tipo e as especificações de um robô não têm qualquer importância na indústria de maquinação automatizada, a menos que este desempenhe eficazmente a sua função. Por exemplo, os robots cartesianos carregam principalmente o material, manipulam-no e embalam a peça de trabalho. Da mesma forma, os robôs SCARA têm configurações diferentes e executam a tarefa principal de maquinação, embalagem e inspeção com elevada precisão.
Quais são os tipos comuns de robótica utilizados na maquinagem CNC?
Eis alguns robots de fresadoras populares para efetuar diferentes operações:
1. Robôs articulados
A maioria das indústrias utiliza robôs articulados de fabrico CNC para os seus produtos. Estes robôs contêm juntas rotativas denominadas eixos que permitem que os robôs se movam de forma independente, oferecendo graus de liberdade adicionais. Alguns robôs articulados têm dois eixos, enquanto outros podem ter estruturas complexas com 10 ou mesmo mais eixos.
Normalmente, os robôs articulados destacam-se pela sua maior flexibilidade e ampla gama de movimentos para manipular objectos na perfeição, independentemente do tamanho. No entanto, se necessitar de níveis extremos de precisão, pode fazer com que os braços articulados tenham um desempenho superior com a adição de robôs cartesianos. Além disso, apresentamos de seguida algumas aplicações importantes dos robôs:
- Tratamento de objectos
- Embalagem e dispersão de peças
- Carregamento da máquina
- Soldadura por arco
- Montagem de componentes
Além disso, as indústrias automóvel, eletrónica, metalúrgica e de embalagens utilizam excessivamente estes robôs.
2. Robôs Delta
Os robôs Delta são a melhor escolha se pretender um robô CNC para aplicações de alta velocidade em empresas de fabrico. Trata-se principalmente de máquinas industriais e robôs CNC de automatização de tipo paralelo, cujo nome deriva da sua estrutura triangular invertida. A sua conceção mecânica e configuração distinta tornam-nos únicos em relação a outros robôs. Além disso, possuem grandes braços de varrimento para melhorar o trabalho.
Além disso, estes robots são normalmente ajustados em cima dos locais de trabalho. Isto porque a área de trabalho funciona como um transportador para mover objectos nas linhas de produção. Seguem-se algumas aplicações populares dos robots delta:
- Seleção dos materiais
- Montagem e desmontagem
- Acondicionamento dos produtos finais
- Escolher e colocar
Para além disso, as indústrias farmacêutica, médica, de aditivos, de cosméticos, alimentar e de bebidas utilizam estes robôs para atingir elevadas taxas de produção.
3. Robôs SCARA
Os braços de robô articulados de conformidade selectiva (SCARA) funcionam de forma semelhante aos braços humanos, mas com uma velocidade e precisão incríveis. São geralmente robôs de quatro eixos que ajudam a efetuar operações repetitivas de forma eficiente. Além disso, a sua rapidez ajuda a melhorar a produtividade a um custo mais baixo e garante um ambiente seguro para os trabalhadores.
Para além disso, o SCARA foi concebido apenas para mover os seus braços em dimensões específicas. Pode parecer uma desvantagem deste robô, mas, na verdade, é ideal para determinadas aplicações. Principalmente, esta rigidez é responsável pelo elevado nível de precisão que outros tipos de robôs não oferecem.
Relativamente às aplicações do SCARA, são utilizados para:
- Inspecções
- Maquinação
- Operações de embalagem
- Montagem e desmontagem
- Seleção e colocação de produtos
Além disso, é possível encontrar a utilização de SCARA em empresas dos sectores automóvel, eletrónico, retalhista, de telecomunicações e farmacêutico. No entanto, são considerados perfeitos para a montagem de placas de circuito impresso e tarefas de soldadura, uma vez que as placas de circuito impresso de forma plana não exigem muita flexibilidade por parte dos robôs.
4. Robôs de pórtico
Ao lidar com peças de trabalho mais pesadas do que a média, pode ser necessário adicionar os robôs de pórtico à sua máquina CNC de carregamento de robôs. Relativamente à sua construção, estes robôs utilizam normalmente três eixos e consistem num manipulador fixado sobre a sua cabeça para oferecer movimentos de plano horizontal.
Como os robots de pórtico utilizam sistemas de coordenadas X, Y e Z, são muito mais fáceis de programar de acordo com o movimento. Além disso, pode preferir a sua elevada precisão de posição para colocar os componentes de forma adequada nas indústrias. Além disso, oferecem configurações simples que ajudam a ajustar facilmente o tamanho, a velocidade, a precisão e o comprimento do curso do robô.
Em primeiro lugar, os robôs de pórtico fornecem os seguintes serviços aos seus utilizadores:
- Carga e descarga de materiais industriais
- Aplicações de corte e soldadura
- Recolher e colocar objectos pesados
- Fixar e aparafusar objectos
Como é que a tecnologia de robôs beneficia a maquinagem CNC?
A implementação da tecnologia de robôs na maquinação automatizada CNC é a chave para aumentar a eficiência de diferentes operações CNC, incluindo torneamento, fresagem e corte por plasma. Aqui estão outras vantagens discutidas sobre a aplicação da tecnologia de robôs:
● Segurança melhorada
A maioria dos robots possui caraterísticas que garantem um elevado nível de segurança durante a execução das operações. Felizmente, alguns concursos de robôs CNC autónomos existentes no mercado são acessíveis, fáceis de instalar e podem ser executados sem qualquer supervisão humana. Assim, reduzem a probabilidade de riscos de segurança para os trabalhadores.
Facilidade de utilização
As unidades de concurso robóticas são bastante fáceis de manusear, especialmente quando se trata de as instalar. Uma experiência mínima dos trabalhadores seria suficiente para as instalar. Tudo o que precisa é de seguir os três passos de instalação:
- Em primeiro lugar, colocar o concurso em frente da máquina CNC.
- Em seguida, fixe-o ao solo com parafusos.
- Por fim, ligue a alimentação e a Ethernet.
A única função de um operador é programar o robot para realizar diferentes operações, como carregar, recolher, colocar, montar ou embalar.
Alta produtividade e precisão
É possível efetuar diferentes operações CNC a uma maior velocidade com a adição de robôs aos seus processos de maquinagem. Comparativamente, permite-lhe produzir mais 47% produtos por hora do que outras maquinações tradicionais.
Como sabe, os robôs CNC participam normalmente na recolha do material, no seu carregamento numa determinada máquina, na sua descarga na mesa, etc. Um braço robótico de precisão efectua operações com uma exatidão de quase +/- 1 mm.
Redução das despesas
Os concursos para máquinas CNC robóticas permitem-lhe reduzir as suas despesas. Isso ocorre porque o custo inicial dessas propostas é relativamente baixo. Além disso, não requerem mão de obra adicional para a instalação e operação, o que tende a economizar custos de mão de obra.
Oferece um acabamento de superfície suave
O objetivo de obter a rugosidade ideal da superfície é uma tarefa bastante difícil. No entanto, a interação dos robôs e do robô de fresagem CNC resulta num acabamento de superfície perfeito.
● Tarefas múltiplas
Outra vantagem notável dos robots CNC é a capacidade de executar múltiplas tarefas. Como já foi referido, os robôs podem executar simultaneamente processos de maquinagem CNC automatizados (fresagem, torneamento, perfuração, corte) e outras operações. Estas operações podem consistir em carregar a máquina, selecionar ou colocar as peças, verificar a qualidade dos componentes ou embalar os produtos finais.
Quais são os inconvenientes da aplicação da tecnologia robótica na maquinagem?
Embora a robótica CNC seja uma força motriz e acelere o processo de fabrico, não pode substituir a tecnologia de maquinagem CNC. Existem alguns factores de risco envolvidos na utilização da tecnologia robótica em fresadoras automáticas. Vamos dar uma olhadela neles!
1. Componentes principais dos robots industriais
A tecnologia dos robots pode, sem dúvida, melhorar o ambiente de trabalho, mas, por vezes, torna-se difícil de manusear. A razão reside na funcionalidade dos componentes principais destes robots. Normalmente, estes componentes são constituídos por controladores, servomotores, redutores de alta precisão e accionamentos.
Cada componente do robot CNC desempenha um papel importante no seu funcionamento. No entanto, a maior parte das empresas importa estes componentes que não estão à altura das necessidades. Além disso, a falta de capacidade de inovação e de desenvolvimento sistemático destas peças é responsável pela restrição do crescimento dos robots industriais.
2. Intercâmbio de informações deficiente
Os robots CNC requerem software e hardware informáticos específicos para realizar diferentes tarefas operacionais. Por conseguinte, deve existir uma boa relação entre o sistema de processamento dos robôs e o sistema de gestão. Infelizmente, o intercâmbio de informações entre robôs industriais e humanos é deficiente, o que dá origem a vários problemas.
Para resolver estas barreiras de comunicação, os fabricantes de robots têm de aprender a linguagem normalizada dos computadores.
3. Questões de exatidão e rigidez
Para além da fraca troca e manuseamento de informações, a precisão é o principal desafio da tecnologia robótica na indústria da maquinagem. Especialmente quando se trata de lidar com peças complexas, existem problemas de maquinação com a precisão dos robôs em comparação com a robótica de fabrico CNC automatizada de topo de gama.
A principal causa da falta de precisão e rigidez é a rigidez dos robots. Normalmente, a estrutura em viga cantilever e os braços finos dos robôs reduzem a rigidez do robô. Isto funciona como um obstáculo para os robôs transportarem os objectos perpendicularmente aos seus braços. Além disso, a falta de rigidez impede-os de processar as peças de trabalho de material duro.
Considerações finais
A introdução de robôs na tecnologia CNC beneficiou significativamente o maquinista CNC, que pode realizar as suas tarefas de forma eficiente. Para concluir, a combinação de robôs e máquinas CNC está a fazer milagres no fabrico, aumentando a sua produtividade com elevada precisão. Só precisa de escolher um robô CNC adequado de acordo com os requisitos da sua indústria e dos seus produtos.
