Há cerca de quatro anos, a empresa Vision Plastics, com sede em Delavan, no Wisconsin, EUA, começou a fabricar pequenas lentes e armações, destinadas a captar e a concentrar a luz proveniente de filamentos de pequenos LEDs de alto rendimento, agrupados em produtos para a arquitetura e para a iluminação pública. Desde então, à medida que a tecnologia de LED de alto rendimento dos seus clientes foi evoluindo para produtos de maiores dimensões e luminosidade, a produção da Vision foi automatizada com a ajuda de robôs, fazendo com que a empresa entrasse em uma fase de rápido crescimento.

A evolução do pensamento do diretor executivo da Vision Plastics, Craig Hubertz, foi crucial para o  sucesso no desenvolvimento da robótica. Em uma fase inicial, ele considerava os robôs como substitutos caros dos competentes operadores de máquinas. “Sempre investimos o nosso dinheiro onde pudéssemos obter o maior retorno possível, normalmente em uma máquina de injeção.” Para ele, parecia mais difícil justificar os custos de um robô. Entretanto, Hubertz e a sua equipe aprenderam quatro lições, o que fez com que passassem de céticos a utilizadores convictos de robôs. Com a ajuda dos robôs cartesianos de três eixos da Sepro Group, a Vision Plastics não só otimizou a sua produção de lentes especializadas, como também começou a automatizar equipamentos de produção de valor elevado e ciclo longo para as suas operações de moldagem sob medida.

O aumento do uso da robótica permitiu à Vision Plastics atingir um nível mais elevado de consistência,

melhorando significativamente 0 rendimento e a qualidade.

 

Lição n.º 1: garantia de entregas sem defeitos

Hubertz descobriu a robótica quando o seu cliente – um fabricante de produtos de iluminação para arquitetura e exteriores – pediu à Vision que fornecesse lentes LED em pilhas previamente  contadas e corretamente orientadas (de frente para trás e lado a lado), para que elas pudessem ser depositadas diretamente no processo de montagem automatizado do cliente. Sabendo que até mesmo os operadores humanos mais conscientes e experientes podiam cometer erros, Hubertz resolveu considerar seriamente a utilização de robôs. “O meu produto iria entrar no processo de automatização do meu cliente, implementado sem qualquer presença humana. Não podíamos nos dar ao luxo de estar na origem de um problema  ocasionado por uma peça com orientação errada.” Por isso, a Vision trabalhou em colaboração com a Sepro para desenvolver uma célula de  automação simples  em torno de uma das máquinas de moldar JSW da empresa, além de um robô Sepro cartesiano de três eixos, o S5-25. O robô retira as armações do molde, passa-as por uma câmara para  inspeção de qualidade e as coloca em hastes de armazenamento, de forma que estejam adequadamente orientadas e contadas. Cada pilha de armaçâo é então organizada e embalada para a entrega, pronta para ser depositada no equipamento do cliente. Em seguida, o cliente insere as lentes LED que a Vision injeta em quantidade elevada, em outro local da fábrica. Hubertz afirma que esta abordagem “garante que tudo o que entra no sistema de montagem do cliente tenha uma orientação correta”.

Lição n.º 2: reduzir os custos e aumentar a qualidade

Entusiasmados pelo sucesso obtido, Hubertz e a sua equipe perceberam que a robótica poderia ajudar de uma forma que eles jamais teriam imaginado. [caption id="attachment_1102" align="alignright" width="230"] Uma das primeiras células automatizadas da Vision utilizava um robô Sepro de três eixos , o S5-25, que retirava as armações do molde, fazia com que elas passassem por uma câmara para inspeção da qualidade e as colocava sobre hastes, corretamente orientadas e contadas. [/caption] O cliente queria produzir lentes de maiores dimensões para novos produtos de LED, que iriam exigir mangas de latão injetadas nos cantos das lentes para evitar danos durante a montagem. Hubertz explica: “No passado, teríamos olhado para o investimento exigido pela automatização e teríamos pensado ‘é melhor manipular estas mangas manualmente.’ , más depois de vermos as vantagens oferecidas pelos robôs Sepro em termos de qualidade, pensamos que não seria tão complicado comprar um sistema de distribuição automático de mangas e utilizar um robô na máquina para depositar as mangas de latão no molde.” O processo resultante, desenvolvido em colaboração com a Sepro, funciona da seguinte forma: primeiro, uma linha de alimentação automatizada orienta as mangas e então o robô Sepro entra em ação. A garra (EOAT) situada no braço vertical levanta oito mangas e as prepara para o depósito dentro do molde. Quando o ciclo termina e o molde abre, o braço vertical desce e tira duas lentes acabadas das cavidades do molde. Em seguida, a garra gira a 90° para colocar as mangas de latão no molde. Quando um novo ciclo começa, o robô descarrega as peças acabadas. A Vision também obteve ganhos de produtividade e de qualidade com a otimização dos tempos dos ciclos e a automatização e regularidade das manutenções, o que permitiu reduzir o número de peças rejeitadas. “Tudo isso funciona em ciclo contínuo, não preciso colocar um operador específico em cada máquina”, afirma Hubertz. No entanto, ele não está substituindo pessoas por robôs. Aliás, é exatamente o contrário. “Não transferimos nem  demitimos nenhum trabalhador  devido a utilização destes robôs. Utilizamos a automatização de forma eficaz para melhorar aquilo que os operadores sabem fazer. Foi possível distribuir os nossos operadores de uma forma mais inteligente para melhorar a eficiência e a produtividade. Na verdade, os nossos trabalhadores estão muito felizes por terem robôs ajudando-os. A maioria recebeu treinamento para que estivessem bem mais preparados para o trabalho em um ambiente automatizado. As tarefas que executam atualmente são mais interessantes e variadas. E os salários aumentaram, porque eles se tornaram mais produtivos.”  

Lição n.º 3: permitir uma inovação de alto valor agregado

[caption id="attachment_1103" align="alignright" width="230"] A célula robótica mais avançada da Vision Plastics até hoje usa um robô SCARA (visível atrás da proteção, por baixo do braço do robô Sepro) para posicionar os insertos da lente, antes de serem coletadas pelo robô Sepro.[/caption] A precisão e a consistência do robô que deposita as mangas levou Hubertz e a sua equipe a propor outra inovação de produção que permitisse  economizar custos. A essa altura, a Vision fornecia separadamente lentes e armações ao cliente, que então as montava em módulos de lentes acabados. Más, graças à confiança proporcionada pelos sucessos anteriores da automatização, o cliente simplificou o design do produto e a Vision começou a fabricar os módulos acabados diretamente no molde. Com o consentimento do cliente e o apoio da Sepro, Hubertz e a sua equipe desenvolveram células robóticas cada vez mais elaboradas. Primeiro, produziram uma célula que permite que as lentes ( injetadas em outro local da fábrica) sejam posicionadas manualmente em uma fila, sobre uma base giratória. Uma câmara é usada para verificar se a disposição da lente corresponde à disposição do molde (várias bases são utilizadas para vários moldes, em função do tamanho, da orientação das lentes e da disposição dos moldes). Em seguida, a base gira de forma que um robô Sepro S5-25 possa tirar as lentes da base giratória e entrar na área do molde. No final de cada ciclo, o braço vertical do robô desce para retirar e segurar os produtos acabados, antes de girar e inserir as lentes para o próximo ciclo de injeção . Quando o molde fecha, o robô coloca as peças acabadas em uma estação de marcação, onde cada uma das peças é gravada a laser antes de ser enviada para a estação de acondicionamento em uma esteira transportadora. “Aqui, não usamos a automatização apenas para melhorar a nossa eficiência e qualidade”, explica Hubertz. “Estamos também oferecendo valor agregado, ajudando o nosso cliente a melhorar o seu produto.”   Na célula seguinte, o sistema mais avançado até hoje, permite eliminar totalmente a intervenção do operador ao utilizar um robô SCARA para posicionar as lentes em uma base, de forma que a garra do robô possa pegá-las e transportá-las para o molde, onde elas são inseridas dentro de cavidades no lado  fixo do molde. Depois de soltar as lentes, a garra em forma de L gira 90° para pegar as lentes montadas e acabadas situadas no lado móvel do molde. O braço do robô retira-se da área de injeção e o molde fecha, de forma que uma armação possa ser injetada sobre os insertos da lente para obter o próximo conjunto de peças montadas. Entretanto, o robô coloca as peças acabadas sobre uma esteira transportadora, que as passa debaixo de uma câmara que verifica a qualidade da peça acabada.

A sequência de operação no molde, em uma das células mais avançadas da Vision, é a seguinte: depois de entrar na área do molde (acima, à esquerda), a garra coloca os insertos das lentes  no lado móvel do molde (no centro). Então, a garra em forma de L gira 90° para pegar as lentes montadas e acabadas (à direita) e as leva em direção a uma esteira transportadora.

 

Lição n.º 4: aumentar a competitividade

Depois de constatar os benefícios que a robótica trouxe para o seu processo de produção de lentes – entregas sem defeitos, redução de custos, aumento de [caption id="attachment_1099" align="alignright" width="230"] Adam Hubertz, Gerente de Contas, (acima) trabalha em colaboração com a empresa de iluminação para a qual a Vision injeta lentes montadas. [/caption] receitas e confiabilidade na produção durante as 24 horas do dia e os 7 dias da semana – Hubertz e a sua equipe estão agora intensificando a utilização de robôs nas suas operações de moldagem sob medida, começando por peças de alto valor agregado e ciclo longo. A sua última encomenda foi um robô Sepro que será montado em uma máquina Van Dorn de 650 toneladas, trazendo os benefícios da automatização a uma máquina já existente. Acrescentar um robô faz com que “o processo já não  dependa de um operador e da forma como ele coordena a abertura da porta, a extração e a manipulação das peças, o depósito, o fecho da porta e todas as demais operações”, afirma Hubertz. Segundo ele, utilizar robôs para a extração de peças significa que as peças já não se encontram em moldes abertos, não caem ou partem, nem são mal manipuladas ou danificadas. Além disso, os tempos dos ciclos se mantêm constantes. É por isso que, explica ele, “optamos por um robô na nossa máquina [de injeção sob medida] de maiores dimensões”. Ele acrescenta ainda que estão sendo desenvolvidas mais duas células de injeção sob medida equipadas com robôs. Quando estiverem concluídas, as novas células permitirão a um único operador monitorar e acondicionar a produção de várias máquinas de ciclo longo. Além das vantagens óbvias, Hubertz e a sua equipe acreditam que a adoção da robótica permitiu à Vision Plastics atingir uma consistência maior, além de melhorar significativamente o rendimento e a qualidade. Segundo Hubertz, “utilizar um processo mais consistente é a certeza de que a qualidade estará sempre garantida”. E isso deu resultados. A Vision Plastics está crescendo rapidamente. Em 2013, foi concluída uma ampliação de 1700 metros quadrados, aumentando o tamanho da fábrica em quase 50 por cento e garantindo espaço adicional para a engenharia e a produção. O número de trabalhadores aumentou, pois agora é possível aceitar uma demanda de trabalho maior, mantendo a competitividade em termos de preços. Atualmente, a empresa emprega 120 pessoas e está equipada com 30 máquinas (fornecidas principalmente pela JSW, muitas delas elétricas) de 30 a 650 toneladas. Ao todo, a Vision tem 9 robôs Sepro, sendo que mais robôs estão a caminho.

Em um mundo onde alguns clientes preferem mudar de fornecedor ou importar equipamentos em vez de aceitar aumentos de preços, Hubertz vê outra vantagem crucial no seu investimento na robótica:

“Ser mais produtivo com cada trabalhador permite obter preços mais competitivos e, em última análise, aumentar o volume de negócios.”