Automação – Sinônimo de maior produtividade e melhor qualidade, a automação é irreversível na indústria plástica

A cadeia produtiva do plástico persegue há anos maior produtividade e competitividade, particularmente os transformadores, em luta acirrada contra as garras cada vez mais afiadas da concorrência externa. A fim de municiá-los nesse confronto e ainda contemplá-los com maior controle de qualidade, destacam-se os mecanismos e equipamentos para automação do processo produtivo.

Plástico, Automação - Sinônimo de maior produtividade e melhor qualidade, a automação é irreversível na indústria plástica
Robô da Kuka Roboter auxilia a produção de para-choques

Multinacional brasileira, a Tigre tem 22 plantas no mundo, 13 delas no exterior, autodenominando-se líder na fabricação de tubos, conexões e acessórios no país. Destaque no mercado latino-americano de embalagens plásticas sopradas, injetadas, bisnagas e esferas, a Globalpack processa mais de 2 mil toneladas mensais de matérias-primas. Apesar das diferenças, as duas empresas têm pontos em comum quando o assunto é automação: são adeptas, adotam-na em várias etapas, mas não em todas, e gerenciam o processo por considerar que não existe uma organização capaz de automatizar suas linhas – fim a fim. José Euzébio da Silveira Júnior, gerente-geral industrial da unidade de Vinhedo da Globalpack, resume esse cenário: “Existem processos que não são “automatizáveis”, nos quais não compensa fazer isso. Um exemplo são as etapas com muitas linhas de produtos, em que ficaria caro personalizar a operação”, explica.

Ele dá como exemplo a unidade que dirige, bastante automatizada e focada. É o caso da produção de embalagens plásticas sopradas. Existem mecanismos para manter o plástico de pé e sistemas de qualidade que aferem se o produto final não apresenta furos. Ponto importante: trata-se de uma linha de grande tiragem, ou seja, produz muito e quase sempre um mesmo tipo de produto, sem paradas para troca de linha. Mesmo a preparação da matéria-prima tem um grau de automação considerável, com a existência de silos automáticos e do transporte até as máquinas de extrusão e sopro.

A montagem de insertos também é facilitada pela presença de robôs, caso da produção de embalagens roll-on, elaborada pelo robô que junta o frasco ao inserto, num ciclo extremamente rápido. “Seria impraticável não ter a robótica nessas linhas pelo alto volume exigido”, explica Silveira, destacando ainda os testes de estanqueidade para verificar se as embalagens não vão apresentar furos, processo no qual o equipamento já posiciona o frasco para cima, viabilizando a avaliação, que consiste na injeção automática de ar em cada produto.

Da mesma forma que a unidade de Vinhedo, a fábrica do bairro de Jaraguá, em São Paulo, também tem um alto nível de automação, pois apresenta um perfil similar. Em outras plantas da Global-pack, o processo é menos intenso porque muda o tipo de cliente, caracterizado por tiragens curtas, o que exige muitas trocas e vários set ups. Ou seja, muita reinicialização da linha. “A solução de automação tem que ser bem aplicada desde o início. Se o tamanho dos lotes não compensar ou se tiver que compartilhar os equipamentos de produção ou o mix de produtos for alto, a automatização pode ser inadequada”, completa o gerente-geral industrial.

Rogério Kohntopp, diretor corporativo de tecnologia e qualidade da Tigre, também avalia que a automação tem

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Linha de produção de tubos da Tigre tem mínima interferência

avançado de forma racional na indústria plástica. No caso da empresa, o ponto de partida aconteceu nos anos 80, quando o grupo fez investimentos em fábricas, e uma década depois com novas inversões nas linhas de produção e uma meta de modernização das plantas, em razão da abertura de mercado da era Collor. “O foco de automação é mais voltado ao processo como um todo. Isso explica que tenhamos adotado até na pesagem e na manipulação de matéria-prima”, comenta. De acordo com o executivo, nas fábricas da empresa, a mistura de resinas com aditivos, que usa sistemas menores de automação, não tem interferência humana.

Como a empresa encara a automatização como um processo, a cultura começa nessa fase, mas evolui das células de carga, gerenciadas por  computador

e que fazem a pesagem e a mistura antes do envio para o transformador, e vai até as operações mais complexas, como a montagem de requadros na área de plásticos aplicados ao setor elétrico. “A composição da matéria-prima foi fortemente automatizada a partir de 1995”, destaca Kohntopp. Paralelo a isso, outras etapas como transformação e montagem passaram a ser atacadas. “Um exemplo é o tubo de PVC que já sai da linha com um anel de borracha integrado ou um sistema de amarração de tubos”, explica. O executivo completa com outros exemplos, lembrando da inserção de robôs manipuladores na área de injeção, aplicando insertos metálicos dentro do molde

Com todos os investimentos, Kohntopp destaca os ganhos, sendo o primeiro deles a estabilidade, o que se traduz em qualidade: os produtos são entregues sem variações grandes entre si e a linha trabalha de forma confiável. Para ele, a questão reside em menos interferência e mais constância. “A automação garante isso, trazendo repetibilidade”, completa. Ao lado da estabilidade, ele adiciona a inovação. Uma vez alcançada a qualidade, a empresa pode agregar novos produtos como sistemas de distribuição elétrica e disjuntores já preparados para serem instalados nas paredes de construções. “São produtos com múltiplas aplicações, que facilitam o trabalho da construção civil e que podem ser fabricados em alto volume e com grande velocidade”, diz.

De acordo com os especialistas, montar uma lista de benefícios da automação não exige um grande esforço – vamos da redução de mão de obra até a maior eficiência energética, passando pelo maior controle de qualidade. Sim, os robôs podem ter uma participação ativa nisso, indo muito além da ideia de ser uma peça colocada ao lado da injetora mais próxima.

Bom, se a automação está no radar do futuro, ela também faz parte do presente. E muitas vezes do passado, como informa o diretor comercial da Dal Maschio, José Luiz Galvão Gomes. “Temos robôs trabalhando bem há mais de 20 anos e que podem ganhar mais 15 ou 20 quando passam por uma reforma”, detalha.

A sobrevida adicional dada aos robôs com o retrofit pode ser alcançada com a troca dos componentes eletrônicos, a inserção de novos motores mais precisos e de comandos elétricos mais complexos, além da maior informatização. Mas não é um processo que todos fazem. A filial da empresa italiana, por exemplo, realiza essa atividade há 12 anos desde que começou a produzir localmente seus robôs. “Temos reformado mais equipamentos de terceiros do que da nossa própria marca”, diz Gomes, lembrando que máquinas como essa exigem uma manutenção atenta e processos trabalhosos para achar peças de reposição. Ou seja: custo alto.

Seja reforma ou nova aquisição, o executivo tem vários casos que ilustram o que foi descrito no começo desta matéria a respeito de futuro. “É difícil vender o primeiro equipamento, mas a partir do momento da venda e da instalação, quando o robô entra em produção e traz benefícios de aumento de produção médio entre 15% e 40% por turno por dia, a história muda”, argumenta Gomes. Ao lado do incremento da fabricação, ele elenca outros ganhos, como a redução de refugos e o reforço da repetibilidade, que o equipamento agrega, produzindo mais peças. E o processo não se limita às grandes empresas.

O executivo destaca o caso recente de um ex-cliente que vendeu seus robôs há alguns anos como forma de ganhar capital e manter a empresa operacional. Depois de anos trabalhando sem automação, essa fábrica resolveu investir novamente em robôs no final de 2011. Na avaliação do novo ex-usuário, os ganhos com a robotização incluem os já listados acima e ainda a menor possibilidade de problemas trabalhistas, uma vez que enxugou a mão de obra que tinha.

Em outro exemplo no qual a fábrica já nasce automatizada, a Dal Maschio instalou três robôs na linha de produção de talheres, ressaltando outra vantagem desse tipo de equipamento: a operação com insertos. Nesse caso, a empresa organizou uma produção em que os robôs retiram as peças, num sistema de magazine, empilham essas 20 peças de cada vez, jogam do lado da empacotadora e o ciclo se repete. A produção também elimina o contato físico com as peças, riscando a contaminação do mapa e os erros de contagem, que seriam comuns numa planta manual. “Trata-se de uma linha que nasceu geneticamente correta, sem contaminação. Uma fábrica como essa, apesar de pequena, vai longe, porque está queimando etapas”, opina o executivo da Dal Maschio.

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Robôs de seis eixos

De acordo com artigo publicado em maio desse ano na Robotics (www. robotics.org), veículo da Robotic Industries Association, dos Estados Unidos, os robôs de seis eixos podem beneficiar a indústria plástica, principalmente na moldagem, considerada o coração de muitas operações. Esses equipamentos, que têm sido apontados como uma presença comum em termos de robotização, trariam os mesmos ganhos de um sistema cartesiano – alta velocidade, braço estreito e programação simples –, mas não as características limitadoras que restringem a adição de novas tarefas no caso dos primeiros.

Os seis graus de liberdade de movimento dos robôs de seis eixos fornecem uma gama maior de aplicações em um equipamento que ocupa pouco espaço ou footprint. E mais: esse tipo de robô tem a flexibilidade de ser instalado no chão ou na parede ou montado no teto. E também pode ser acomodado ao lado ou em configurações acima da moldagem.

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A relação entre os equipamentos e a injetora avançou tanto que a Staubli já tem tecnologia na qual a máquina da linha de produção é quem controla o robô. Essa configuração é desenvolvida com a fabricante de injetoras Engel. A máquina é programável e tem seus comandos via tela de LCD, usando o software embarcado da Staubli, em sua versão Drive UniVAL. Criado para comandar os robôs, a plataforma foi desenvolvida para se adaptar aos construtores de máquinas. Afora essa solução, a empresa tem um padrão de ativação do robô na operação mais comum: o equipamento é interligado à injetora por meio de uma interface eletrônica – o controlador CS8, que segue a norma Euromap 12/67, numa arquitetura plug and play, de acordo com Silva. Essa interligação usa cabeamento de segurança e uma rede padrão Ethernet, comum em ambientes corporativos.

O processo de comando fica a cargo de um painel de controle ligado à interface eletrônica que também está conectada ao robô, fechando o circuito. Como cérebro do processo, a plataforma de software VALplast, da Staubli, permite a programação, desenvolve cenários com funções predefinidas, possuindo três níveis de acesso: um para o operador, que é o mais limitado, outro para o líder da unidade de produção e o mais amplo para o programador. Outro recurso do pacote padrão oferecido pela fabricante é o controle manual SP1, que grosso modo seria um joystick tamanho família, encorpado com tela de LCD e um botão de segurança bem visível, além do teclado de comando.

Trata-se de um terminal que pesa 700 g, ergonômico, podendo ser usado por operadores destros ou canhotos, e que tem funções de supervisão, manutenção e programação planejada, além de recursos de segurança, podendo interromper automaticamente a linha de produção envolvendo o robô.

A etapa de corte, que tem sido citada ao lado da carga e descarga de injetoras, é outra atividade que os robôs têm assumido na indústria plástica, não somente na etapa de injeção, mas em fases posteriores. Aliás, as aplicações downstream parecem ser uma tendência. Os robôs podem fazer o corte a laser ou a ar e jato de água. Ou ainda cuidar da rebarbação, como já foi citado pela Kuka Roboter, e da pintura de peças, igualmente já relatada.

Em relação ao robô em si, o executivo da Staubli destaca várias características da empresa, que em alguns casos podem ser replicadas para outros fabricantes, exceto o fato de, segundo eles, a marca possuir o robô mais rápido da indústria plástica, capaz de realizar uma aplicação com ciclo total de cinco segundos: retirada, inspeção, empacotamento e retorno ao ponto de partida.

Independentemente desse caso, os equipamentos mantêm um padrão de estrutura fechada, em que cabos e motores ficam enclausurados, um footprint ou ocupação de espaço pequeno, a flexibilidade de poder ser instalado no chão, teto ou parede, a estrutura mecânica rígida, motores em todos os eixos e redutores de alto desempenho, para ficarmos nas principais características.

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Mão de obra nao será eliminada das fábricas

Num Brasil que disputa mão de obra especializada e que possui encargos trabalhistas pesados, não é de se espantar que a automação esteja na ordem do dia. Mas a inclusão de robôs e de outros mecanismos não está varrendo a presença humana das fábricas. Num artigo escrito em 2007, chamado The Future of automation, o especialista norte-americano John Tite destacava que as linhas de produção com mão de obra mais básica estavam migrando dos Estados Unidos para o exterior, o que favorecia a iniciativa de várias fábricas do setor plástico a investir na robotização. Para ele, a diminuição da presença humana era seguida pelo aumento de alta tecnologia, como sensores, sistemas de visão e de teste e, é claro, da robótica.

Na Globalpack, o gerente-geral industrial da unidade de Vinhedo, José Euzébio da Silveira Júnior, reforça que a mão de obra continua importante, se não mais. “Ela tem que ser constantemente reciclada, pois são profissionais especializados. O que falta é uma formação melhor para acompanhar os avanços da automação”, explica. Para suprir esse gap, a empresa tem investido em treinamento interno e na parceria com instituições de ensino. Um ponto a favor do cenário atual é que os sistemas estão mais amigáveis, com a interface entre o operador e a máquina sendo feita por meio de telas de touch screen, com comandos pré-programados e, mesmo no caso de máquinas importadas, escritas em português.

Na Tigre, o diretor corporativo de tecnologia e qualidade, Rogério Kohntopp, destaca que o aprimoramento da mão de obra também está na ordem do dia. O trabalho de qualificação varia de acordo com as unidades da empresa. O deslocamento da área produtiva direta – por conta da automação – está direcionando a presença humana para tarefas mais sofisticadas, caso do acompanhamento de fornecedores ou da qualidade da produção. “Com a qualificação, a mão de obra ajuda na melhoria dos processos, porque usa mais ferramentas e mais técnicas”, avalia o executivo.

Marcelo da Silva, gerente-geral da filial brasileira da Staubli, confirma a tendência de entrega de equipamentos cada vez mais sofisticados tecnicamente, porém amigáveis tanto na programação em si como na operação. Para ele, os ajustes na linha de produção são automáticos, com uso de softwares especializados que integram os robôs às máquinas. “Existem estratégias de programação em que o robô decide a melhor posição de parada sem colisão. Elas dão suporte e segurança ao operador”, completa.

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