Automação em linhas de usinagem de peças não seriadas: Vale a pena no Brasil? Quais os impactos e benefícios de células FMS

É sabido que a automação é o futuro da indústria, mas vale a pena aplicá-la em linhas de usinagem? Possivelmente quando pensamos em linhas de produção seriada, provavelmente a resposta seja sim.

E quando temos linhas de produção com lotes pequenos? Este artigo tem como objetivo desmistificar o uso da automação em linhas de usinagem flexíveis. Para a surpresa de todos, já iniciamos com um spoile: Sim, vale muito a pena a automação em linhas não-seriadas.

Segundo dados da ABINFER (Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais), a produtividade média das ferramentarias no Brasil é inferior à 40%, ou seja, a cada 100 horas de produção, a máquina produz efetivamente e apenas 40 horas. Comparando nossa realidade com países mais desenvolvidos industrialmente, estamos com a produtividade média cerca de 25% pior.

Rodrigo Manzano, Gerente de Divisão da Liebherr, informa que existem basicamente 3 formas de automação de linhas de usinagem, que são:

• FMS (Flexible Manufacturing System, ou Sistema Flexível de Manufatura);
• Bin Picking/Célula Robotizada/Robô com 7° eixo e;
• Portal Linear.

Cada uma dessas formas de automação é mais apropriada para um tipo de realidade produtiva, conforme demonstrado na figura 1.

Figura 1 – Enquadramento dos sistemas de automação. Fonte: Liebherr (2020)

Quando temos um processo dedicado a lotes pequenos, como por exemplo o trabalho na indústria de moldes e matrizes, o sistema FMS é o mais indicado. Já para linhas dedicadas, como por exemplo a usinagem de blocos de motor, recomenda-se o portal linear.

Que a automação melhora o processo, garantindo mais confiabilidade e segurança, já não é uma novidade, mas em muitos casos as empresas se esbarram na questão custo de investimento. Existe uma diferença grande entre valor e preço.

• Preço é exatamente quanto se paga em um processo de automação e;
• Valor é o que se ganha com a implantação deste sistema.

Existem diversos exemplos onde o investimento inicial foi pago em menos de seis meses, considerando todos os ganhos gerados, como maior produtividade, maior segurança e maior confiabilidade do sistema. Manzano explora justamente este ponto, usando como exemplo a indústria de moldes e matrizes.

“É evidente o aumento de produtividade que se pode atingir em cada máquina como, por exemplo, no seguimento de moldes e matrizes, onde é possível triplicar a produtividade da máquina com a utilização de sistemas FMS”. Com este tipo de ação, é possível o equipamento trabalhar 7 dias por semana, 24 horas por dia, com uma eficiência mínima de 85%, completa Manzano.

É comum encontrarmos empresas que possuem tempo de preparação de peças superiores a 1 hora. Não é raro vermos tempos ainda maiores, na casa de 2 à 4 horas. Vale lembrar que não é somente o tempo de ajuste que se reduz com a utilização de células FMS, mas também é evidente a melhoria da qualidade da peça produzida e um processo muito mais enxuto e seguro para os operadores.

Na fábrica alemã da Schunk, fabricante mundial de tecnologia de fixação e sistemas de garras, as linhas produtivas foram concebidas seguindo esses mesmos princípios. Existem os três tipos principais de automação para centros de usinagem, onde a produtividade é superior à 80%.

Para uma célula FMS rodar com sua capacidade máxima, é muito importante analisar os periféricos, como sistemas de fixação por ponto zero, morsas e porta ferramentas. O conceito do FMS é ter uma linha rodando automaticamente, ou seja, não há espaço para ajustes ou correções de processo.

Frequentemente as empresas se questionam como começar o seu processo de automação e a resposta é: melhorando seu setup. A figura 2 mostra o caminho entre o processo de fixação por grampos (tradicional) até a célula automatizada. Fica claro a necessidade de melhoria do processo de fixação para que a automação tenha um resultado mais eficiente.