Onde estão ocorrendo os avanços na automação da fabricação elétrica?
A fabricação de materiais elétricos é uma indústria de grande dimensão que exige precisão e elevados níveis de produtividade. Para cumprir estes requisitos, cada vez mais fabricantes estão avançando para a automatização e dependendo mais das ferramentas de design digital para tornar essa automatização possível.
Os avanços na tecnologia de automação da fabricação elétrica produziram equipamento de automação com maiores capacidades, melhor eficiência, mais flexibilidade e maior produtividade. Nesta publicação, analisaremos cinco áreas em que estão ocorrendo avanços, juntamente com exemplos de cada uma.
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Conteúdo deste Artigo
- Robótica Interativa
- Utilização Eficiente do Trabalho Humano
- Fabricação Flexível para Aplicações Eléctricas
- Realidade Aumentada
- Plataformas de Design Digital
- Apoiar o Futuro da Automatização da Fabricação Elétrica
- Teste E3.series
Robótica Interativa
Em geral, sempre que se registam melhorias na tecnologia robótica, haverá avanços correspondentes na automação. Por exemplo, empresas como a Fraunhofer IPA estão trabalhando para desenvolver sistemas de cablagem avançados. O seu sistema automático de cablagem de armários de controle utiliza a mais recente tecnologia de braços robóticos e controle de movimentos para coordenar dois braços que trabalham em paralelo para colocar os cabos. Este sistema também suporta a compensação das tolerâncias dos componentes e da posição, assegurando uma distribuição uniforme da força quando se utilizam componentes muito sensíveis.
Outro exemplo é o sistema BraiderBot, um cobot que interage com humanos (daí o termo “cobot” em vez de “robot”) para entrançar cablagens. Os seus braços robóticos puxam as cablagens através do entrançador, eliminando uma etapa de fabricação que consome muito tempo aos técnicos. Ao efetuar o entrançamento, o sistema consegue trançados muito mais limpos e consistentes do que os humanos; isto é possível graças a sensores que determinam o ângulo do cone dos fios. Para além do trançamento mais rápido do chicote, o design do cobot permite que um único operador opere várias máquinas simultaneamente, aumentando o rendimento do produto.
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Utilização Eficiente do Trabalho Humano
Um dos problemas que surgiram durante a pandemia de Covid-19 foi a falta de mão de obra devido a doenças e requisitos de quarentena. Como resultado, os especialistas em automação de fabricação elétrica estão desenvolvendo soluções mais completas para o processamento de fios para cablagens e chicotes, de modo a utilizar a mão de obra de forma eficiente.
Figura 2 - A automatização do processamento de fios para cablagem e chicotes é um aspecto importante da fabricação elétrica moderna.
As Komax Omega 740/750 são máquinas de montagem de fios que podem produzir cablagens (desde simples a complexas) e incluir caixas de terminais num ou em ambos os lados da cablagem. O que distingue estas máquinas é a sua capacidade de incluir emendas para além dos terminais habituais, utilizando um módulo de emenda ultrassônico. Esta abordagem elimina os erros dispendiosos que ocorrem naturalmente quando o ser humano está envolvido, mesmo em cablagens simples como as apresentadas na Figura 2.
Fabricação Flexível para Aplicações Eléctricas
Muitos fabricantes de produtos estão avançando para produtos personalizados ou para séries de produção mais curtas para alguns dos seus produtos. O processamento e a montagem de cabos e chicotes devem ser tão flexíveis quanto os outros componentes do produto; haveria um gargalo problemático se todos os outros aspectos do projeto pudessem ser reconfigurados em uma hora, exceto o chicote.
O Schleuniger Transfer Line Family S50 é um sistema de transferência linear premiado para o processamento de cabos, cabos coaxiais e fios individuais. O operador pode reconfigurar rapidamente as estações para alimentação, enrolamento, montagem, teste e outras tarefas. Esta tecnologia responde a dois dos requisitos urgentes da indústria: fabricação flexível e fabricação JIT (Just In Time). Ambos os requisitos ajudam a satisfazer as necessidades dos clientes, que mudam rapidamente. A Schleuniger oferece máquinas e estações totalmente automáticas para cortar, descascar, cravar, selar, torcer e estanhar fio - e faz com uma precisão extremamente elevada.
Realidade Aumentada
A realidade aumentada tem várias aplicações na automação da manufatura elétrica, desde o fornecimento de monitores altamente informativos para técnicos de manutenção até a simplificação do processo de fabricação de chicotes. Por exemplo, uma colaboração entre a Zuken e a Delta Sigma usa a realidade aumentada para eliminar a necessidade de placas de chicotes tradicionais, projetando o layout do chicote e as instruções de montagem em uma placa em branco e reutilizável, conforme mostrado na Figura 3.
Figura 3 - A realidade aumentada simplifica a montagem do chicote.
A produtividade e a qualidade dos cablagens aumentam porque a montagem de cablagens com realidade aumentada reduz significativamente a probabilidade de erro, especialmente com cablagens complexas. Esta abordagem também tem a vantagem adicional de apoiar o fabrico JIT, uma vez que uma simples alteração no computador de projeção permite ao utilizador começar imediatamente a montar um chicote diferente.
Plataformas de Design Digital
Para tirar partido eficazmente dos novos avanços na automatização da produção eléctrica, o projeto elétrico deve ser realizado num ambiente digital que suporte a automatização da produção. A conceção de cabos e cablagens requer uma abordagem diferente para a automatização, incluindo a exportação de arquivos num formato compatível com equipamentos como a Komax e a Schleuniger.
Figura 4 - O Harness Builder do E3.series simplifica o processo de conceção e facilita a fabricação do produto final utilizando ferramentas de automatização de fabricação elétrica.
Na conceção de cablagens eléctricas, existe o E3.series e o Harness Builder. O E3.series suporta cablagens, painéis de controle, comutadores e design de maquinaria numa plataforma digital concebida para suportar a evolução das necessidades de automatização da fabricação e do design elétrico. O Harness Builder integrado para o E3.series, um exemplo mostrado na Figura 4, suporta a documentação de formboard, a montagem digital e a comunicação com o processamento de fios, a montagem automatizada e as máquinas de teste.
Apoiar o Futuro da Automatização da Fabricação Elétrica
Cada vez mais fabricantes de equipamentos elétricos estão recorrendo à automação, em parte devido à sua capacidade de crescimento e adaptação às necessidades dos utilizadores. Os avanços na robótica podem conduzir a novas funcionalidades de automação, e o equipamento de processamento de fios não é exceção. A escassez de mão de obra durante a Covid-19 levou muitos fabricantes a reavaliar a forma como utilizam a mão de obra, o que levou à adoção de cobots que podem trabalhar ao lado de humanos para automatizar tarefas de aproveitamento.
A tecnologia em constante evolução por detrás das estações de trabalho automatizadas e dos fluxos de trabalho lineares apoia a procura de uma fabricação elétrica flexível. A realidade aumentada também está encontrando um nicho na montagem de cablagens. E, por último, os engenheiros reconhecem que as plataformas de design digital são essenciais para utilizar os mais recentes avanços na automatização da fabricação elétrica.
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