A Siemens opta por uma célula flexível da KUKA na produção de motores elétricos para a colaboração homem-robô

A área Motion Control da SIEMENS Division Digital Factory (DF), com sede em Erlangen, é especializada na produção de motores, conversores e unidades de comando eficazes

Com uma abrangente oferta de hardware e software amplamente integrados, bem como serviços baseados em tecnologia, a Division Digital Factory (DF) apoia empresas producentes no mundo todo para aumentar os seus processos de fabricação de forma flexível e eficiente, e para colocar novos produtos com mais rapidez no mercado. Na localidade de Bad Neustadt an der Saale, a Siemens opera uma Lead Factory para motores elétricos. Lá, entre outros, são produzidos também os motores para inúmeros robôs KUKA.

Com a expertise de várias centenas de milhares de motores elétricos e cerca de 1.700 colaboradores, a Lead Factory é um exemplo inovador para Hightech made in Germany. Agora a Siemens apoia a produção de motores em Bad Neustadt com o flexível robô de construção leve KUKA LBR iiwa, que também pode trabalhar lado a lado com os seus colegas humanos na Lead Factory.

O LBR iiwa trabalha na Siemens em Bad Neustadt lado a lado com os seus colegas humanos na Lead Factory

Automação do manuseio da peça

No âmbito da fabricação de estatores, a Siemens, na unidade de Bad Neustadt, procurava por uma solução flexível para automatizar a atividade simples de entrega e posicionamento de peças, que até então era feita manualmente – e isso com alta qualidade e acessibilidade contínua, sem delimitações para o homem.

O KUKA LBR iiwa trabalha de forma autônoma e cooperativa 

Junto com a KUKA Systems GmbH de Augsburg e o seu departamento Advanced Technology Solutions, a Siemens desenvolveu uma célula flexível com o robô de construção leve KUKA LBR iiwa. Na planta da Siemens em Bad Neustadt, o robô, como multi-tarefa flexível sobre um veículo, assume a função de retirar a peça a ser processada – o estator composto de um corpo básico de chapa elétrica estampada e placa de mancal de alumínio – do porta-peças e encaminhá-la a um torno, que assume a usinagem dos estatores.

Mas não apenas isso, o robô também é usado para o controle da qualidade. Ele apanha as peças usinadas e escaneia o código de barras. Após uma limpeza das peças por sopro elas são encaminhadas pelo robô de construção leve em um dispositivo de tombamento à estação de medição. 

O robô de pequeno porte retira as peças a serem processadas de um porta-pecas e as encaminha ao torno
Lá são determinados eventuais desvios. Graças à tecnologia integrada é possível calcular cada componente com a ajuda do dimensionamento exato e a identificação, e realizar imediatamente uma eventual correção necessária e executá-la no sistema. Bem no espírito da Industrie 4.0 o sistema se organiza por si. Em seguida, o robô coloca a peça em uma caixa de plástico para ser fornecida. As peças que devem ser reajustadas na máquina vão para um depósito intermediário, que está definido como a chamada "zona CHR" para a colaboração homem-robô. Se necessário, o trabalhador pode se ficar aqui junto com o robô, em uma tecnologia segura, para retirar ou modificar partes das peças.

Sem cerca de proteção graças à tecnologia de robô sensitiva

Através das suas habilidades sensitivas, o robô de construção leve LBR iiwa de menos de 30 kg usado pela Siemens está predestinado para a colaboração homem-robô. Com os seus sete eixos ele não é apenas mais ágil e móvel do que a maioria do seu tipo. Ao mesmo tempo sensores de torque em todos os eixos tornam o robô sensitivo – portanto, ele pode identificar obstáculos no ambiente e reagir a eles. Com isso a KUKA comprova que a automação por robô e uma alta flexibilidade não são controversas. Através do uso da tecnologia de robô sensitiva é possível uma colaboração homem-robô. Como resultado, é suprimido o encapsulamento até então necessário, assim como sensores adicionais para a identificação de peças.

Graças a essas capacidades sensitivas, o homem e o robô podem trabalhar juntos na zona CHR

Inicialmente pensamos em deixar que um robô industrial convencional assumisse o processo, contudo, para isso seria necessário prover a célula com um encapsulamento de cerca de proteção necessário por causa da segurança. Mas nós queríamos maior flexibilidade, de forma que também os trabalhadores pudessem intervir a qualquer hora, revezando com o robô de acordo com a situação.

Jochen Weber, responsável na Siemens Lead Factory pela introdução de produtos e desenvolvimento de tecnologias de fabricação

Uma solução flexível bem-sucedida

Por isso decidimos pelo robô de construção leve LBR iiwa e a solução KUKA de um "conceito multi-tarefa" para, de acordo com a situação, poder usar o robô ou também deslocá-lo simplesmente. Torsten Franz, Gerente de Projeto na equipe de Desenvolvimento de Tecnologia, acrescenta: "Uma aplicação CHR também era algo novo para nós. Nós queríamos aprender com o novo sistema e nos aprimorar passo a passo. Isso deu muito certo no projeto conjunto com a KUKA. A solução é convincente."

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