Melhores sistemas de monitorização e controlo são essenciais para a prosperidade automóvel

No relatório Automotive 2030 — Racing toward a digital future (Automóvel 2030 — Corrida para um futuro digital) da IBM, 50% dos executivos da indústria automóvel afirmam que as suas organizações têm de se reinventar digitalmente para serem bem-sucedidas ou mesmo para sobreviverem. É evidente que os construtores automóveis podem melhorar a produtividade e a flexibilidade, e obter menores tempos de colocação no mercado, através da digitalização. Então e melhorar garantia de qualidade? Neste artigo, Jens Nannen, gestor de Tecnologia de Vendas de Maquinação Digital para a Europa na Sandvik Coromant, especialista em corte de metais, explica porque motivo melhores sistemas de monitorização e controlo são essenciais para a qualidade e a sobrevivência dos construtores automóveis.

Alguns dos principais intervenientes da indústria automóvel estão a implementar processos digitalizados para melhorar a sua produção. Por exemplo, a BMW implementou uma plataforma IoT (Internet das coisas) na sua fábrica da Baviera, Alemanha, que inclui uma ampla variedade de ferramentas e acessórios digitais que os colaboradores da BMW podem combinar para criar as suas próprias soluções ‘plug-and-play’. Em resultado disto, a plataforma reduziu em 80% o tempo necessário para implantar novas aplicações de software e reduziu os problemas de qualidade dos componentes produzidos em 5%. Por sua vez, a Volkswagen estabeleceu uma parceria com uma empresa criadora de aplicações baseadas em realidade aumentada (RA) para rotular os seus componentes automóveis, facilitando a correspondência entre cada componente e a melhor ferramenta para o maquinar. Isto aumentou muito a eficiência dos técnicos da Volkswagen.

Os atuais tornos e máquinas CNC estão mais conectados que nunca. Os processos de maquinação geram características físicas que geram informações mensuráveis. Podem utilizar-se os sensores e a IoT para monitorizar o tempo de funcionamento, indisponibilidade e disponibilidade da máquina. Estas tecnologias também podem analisar detalhadamente problemas específicos, como ruturas da ferramenta e da máquina, que se encontram entre as causas mais comuns para as interrupções de produção. Estima-se que um minuto de paragem seja extremamente dispendioso, custando aos construtores automóveis milhares de dólares por hora de acordo com a TPC.

Estas perdas não são compatíveis com a maquinação de componentes automóveis. Os veios de transmissão são, normalmente, produzidos em aço forjado, que é ideal para produzir componentes maiores e mais resistentes, mas que também dificulta a maquinação. Os materiais forjados têm profundidades inconsistentes, que exigem diferentes tolerâncias de maquinação. Variando entre 0,5 milímetros (mm) e mais de 1 mm, estas profundidades de corte tornam as ferramentas mais propensas a ruturas.

A garantia de qualidade através de uma monitorização eficiente também pode ser difícil ao maquinar peças em ferro forjado e fundido. Detetar ruturas de ferramentas em linhas de produção automóvel pode ser um desafio — condições de corte variáveis, tolerâncias inconstantes ou peças assimétricas são conhecidas por gerarem falsos alarmes. De facto, sem uma maquinação adequada no chão-de-fábrica, desvios indesejados podem danificar ferramentas de corte, máquinas-ferramenta ou a própria peça de trabalho.

Então, qual é a melhor solução? A resposta reside em sistemas de monitorização mais sofisticados, que proporcionem melhor controlo, e em sistemas IoT que apoiem o trabalho vital dos operadores manuais na linha de produção.

Soluções que monitorizam os processos de maquinação em tempo real oferecem aos construtores mais oportunidades de responderem a problemas durante a maquinação. A tecnologia de controlo de processos recorre a sensores que aplicam algoritmos exclusivos para detetar e calcular as ruturas de ferramentas em tempo real e, se houver um problema, o sistema pára imediatamente o avanço e retrai a ferramenta. Isto ajuda os construtores a corrigir os problemas antes de ocorrer alguma interrupção.

A deteção de colisões e sobrecargas também é conseguida através da monitorização da vibração e da força de maquinação. O sistema monitoriza as vibrações e a força de maquinação durante os ciclos de produção e pára o avanço se detetar uma eventual sobrecarga. Isto permite que as colisões sejam solucionadas mais rapidamente, reduzindo a possibilidade de cenários catastróficos.

Agora, vamos levar o conceito de manutenção preditiva para o nível seguinte. E se fosse possível assegurar que os cursos da ferramenta estão corretos antes do início da maquinação, melhorando o resultado final e minimizando as ruturas imprevisíveis?

Para este efeito, o software CoroPlus Tool Path cria cursos de ferramenta específicos para métodos de maquinação como o PrimeTurning, para melhorar a produtividade, a vida útil da ferramenta e a segurança dos processos. O software fornece códigos de programação e técnicas para configurar parâmetros e variáveis adequados a uma aplicação específica — como uma linha de produção automóvel — para assegurar um rendimento máximo. O software está baseado na nuvem e é acessível através de um navegador, estando aberto para colaboração e partilha dentro de uma empresa. O código NC gerado pelo software pode ser editado e exportado facilmente, para utilização na máquina — facilitando o acesso dos colaboradores aos dados e ajudando a acelerar as operações e os processos de planeamento.

Os problemas de produção e as interrupções nas linhas de produção automóvel nunca serão totalmente evitados. Contudo, a digitalização será crucial para minimizar os efeitos das paragens de produção e superar os desafios de produtividade, custo e indisponibilidade com que os construtores se deparam. Felizmente, com base nas conclusões da IBM de que 50% dos executivos da indústria automóvel afirmam que as suas organizações têm de se reinventar digitalmente, parece inevitável que os benefícios da transformação digital abranjam toda a indústria. Soluções para o controlo e monitorização de processos, como o CoroPlus Tool Path, estarão na vanguarda da evolução digital da indústria automóvel.