Nossa visão: Tendências na automação de ensaios de materiais
A automação de ensaios de materiais aumenta crescentemente uma vez que até mesmo as menores falhas impactam os valores de medição. Também trabalhos demorados ou monótonos são executados crescentemente por robôs. A ZwickRoell oferece amplas opções para a automação de ensaios de materiais. Os sistemas de ensaio vão da automação eficiente de ensaios de pequenas séries mediante colaboração de robôs no laboratório de ensaio até o laboratório de ensaio totalmente automatizado operando 24 horas por dia.
Sistemas de ensaio robotizados clássicos, por ex. baseados em robôs industriais, já estão sendo utilizados com sucesso há anos. Em virtude de sua alta capacidade de carga eles conseguem movimentar também amostras pesadas com segurança. Os amplos magazines de amostras os tornam especialmente indicados para séries de ensaio longas – centenas ou inclusive milhares de amostras são processadas automaticamente, magazine por magazine. Por ex. por meio dos diferentes sistemas de ensaio automatizados da ZwickRoell. Em conexão com a respectiva máquina para ensaios de materiais eles não somente são indicados para o ensaio de tração padrão em amostras metálicas ou de plástico em condições normais. Também ensaios de flexão, ensaios de tração, de impacto com entalhe e de puncionamento a temperatura regulada assim como medições da dureza por indentação de esfera podem ser automatizados.
Laboratório de ensaio autônomo AGV/Transporte por veículo autônomo Automação de pequenas séries Robô de ensaio flexível Entre em contato agora
Tendência 1: O laboratório de ensaio autônomo
Não somente o ensaio no sentido próprio é feito no laboratório de ensaio autônomo sem outra intervenção de um colaborador. A ZwickRoell equipa com os AGVs (Automated Guided Vehicles, veículos de transporte autônomos) e outros robôs de manuseio, os quais são coordenados pelo software de automação autoEdition3 da mesma forma como os robôs utilizados nos ensaios, laboratórios de ensaio de operação totalmente autônoma. Eles operam 24 horas por dia, se necessário, e executam de forma totalmente automatizada ensaios de materiais desde a entrada das amostras em uma esteira transportadora até a saída das amostras destruídas.
Resta ao trabalho humano apenas a fabricação e preparação das amostras. Especialmente no caso de qualidade assegurada paralelamente à produção contínua com alta passagem de material o laboratório de ensaio totalmente automatizado compensa. Após a retirada das peças de trabalho ou dos materiais do processo de fabricação as amostras são preparadas quanto à forma e ao tamanho necessários Ademais, cada uma das amostras recebe um código de barras ou código 2D e, dessa forma, estará automatizada no sistema e inequivocamente identificável.
Resta somente a entrega das amostras ao laboratório de ensaios robotizados: Posicionadas sobre a esteira transportadora e, dessa forma, sem perigo ao alcance dos robôs as amostras são identificadas por meio de seu código, atribuídas ao devido ensaio e à devida máquina para ensaios de materiais e colocadas sobre a bandeja prevista.
Tendência 2: Transporte autônomo com AGVs
O transporte das amostras é feito por AGVs os quais levam as bandejas à respectiva máquina para ensaios de materiais. Eles geram por meio do sistema integrado de navegação a laser um mapa de seus arredores e conseguem encontrar de forma autônoma a rota ideal a seu destino. A navegação autônoma os torna superiores às soluções clássicas as quais por ex. precisam seguir um arame instalado na pista de rodagem ou uma linha de contraste colada nela. Sua única opção de reação a obstáculos é parar e aguardar a desobstrução do caminho, ou comunicar um operador. Quando o caminho não é desobstruído, o fornecimento permanecerá parado, na pior das hipóteses até que a estação de destino fique sem material e um colaborador comece a procurar o motivo. Por outro lado, a solução aplicada pela ZwickRoell consegue contornar obstáculos e, dessa forma, assegurar a continuidade do fluxo de transporte.
Após a chegada na máquina para ensaios de materiais prevista, o AGV insere sua bandeja com as amostras a serem testadas no magazine do sistema de ensaio. Um dos sistemas de ensaio robotizado da ZwickRoell já conhecidos como por ex. o roboTest L inicia o processamento das amostras entregues: A alimentação a máquina para ensaios de materiais, a sequência de ensaio e a entrega dos dados aos sistemas de software do cliente e, obviamente, a remoção das amostras destruídas são feitas de forma totalmente automática. Também aqui a leitura dos números de identificação das amostras é feita por câmeras para atribuir corretamente os dados de ensaio à respectiva amostra.
As bandejas esvaziadas são acolhidas por um AGV e retornadas ao local de preparação das amostras. Lá elas são novamente carregadas e o circuito se reinicia.
Tendência 3: Automatizar o ensaio de séries pequenas
O que funciona muito bem em grande escala e economiza muito tempo tem sido até agora totalmente inviável do ponto de vista econômico em escalas menores. A instalação de sistemas de ensaio robotizado estacionários é dispendiosa, requer tempo e especialistas familiarizados com sua programação. Ademais, dependendo do sistema, amplas medidas de proteção são necessárias para evitar lesões corporais e acidentes: Os robôs industriais potentes não foram projetados para cooperarem diretamente com pessoas. Eles não possuem a possibilidade de reação a seu ambiente, por ex. por meio de Parada de Emergência quando uma pessoa se encontra no espaço de trabalho. Por esse motivo, na maioria das vezes se recorre a cercas de proteção para impedir dessa forma colisões entre pessoas e robôs. Consequentemente, os ensaios de pequenas séries têm permanecido até agora firmemente na mão de pessoas. Mesmo com trabalhos extremamente monótonos – até agora tem sido muito mais rápido encarregar um colaborador de 20 ensaios de tração ou de 50 ensaios de impacto Charpy do que instalar um dos grandes sistemas de ensaio robotizado.
Com o roboTest N a ZwickRoell oferece pela primeira vez a opção de automatizar no caso de amostras de peso menor também ensaios em série com pequeno número de unidades. Com base em um robô inteligente o sistema está totalmente integrado no software de automação autoEditon3 e no software de ensaios testXpert da ZwickRoell. Portanto, não há necessidade de um painel de comando para robô nem de conhecimentos especiais de programação e operação de robôs. Ao invés disso, o roboTest N é literalmente “pego na mão“ para ensinar-lhe o ponto de referência necessário. Do lado do software, a parametrização é feita no ambiente conhecido do software de ensaios.
Instalação do robô inteligente sem quaisquer complicações Sua velocidade e força de trabalho estão em conformidade com as proporções humanas. Sensores detectam a intervenção alheia e paralisam o sistema quando surge algum obstáculo. Dessa forma o roboTest N consegue após consulta do encarregado de segurança do laboratório trabalhar ao lado de pessoas sem outras medidas de proteção – espaços de trabalho isolados são desnecessários.
Tendência 4: Robô de ensaio flexível
O robô de construção leve é montado sobre uma mesa móvel para o robô. Esta base móvel permite a multiplicação das opções de aplicação. O robô inteligente pode ser simplesmente posicionado ao lado da respectiva máquina para ensaios de materiais e ser conectado ao sistema. Isso permite não somente o processamento de pequenas séries alternantes sem quaisquer complicações, mas também a execução automatizada de diferentes ensaios.
Ensaios de tração e de compressão podem ser executados com a mesma autonomia como ensaios de flexão de três pontos, ensaios de impacto Charpy ou ensaios de dureza. A base móvel também oferece espaço para magazines de fabricação individual – por ex. na impressora 3D – dos quais o roboTest N retira amostras adicionais. Iniciado um pouco antes do fim do expediente, o robô estende dessa forma a jornada de trabalho pelo conteúdo do magazine e os resultados estarão disponíveis no dia seguinte.
A automação de ensaios padrão monótonos libera funcionários qualificados para aplicações de ensaio mais complexas as quais exigem atenção maior. Também a independência do operador em virtude da utilização do robô é uma vantagem. As sequências de movimentos totalmente uniformes na alimentação da máquina para ensaios de materiais e, consequentemente, o posicionamento sempre igual das amostras permitem a exclusão de falhas de usuário ou de imprecisões e o aumento da confiabilidade dos resultados de ensaio.
Conclusão
Os sistemas de ensaio robotizado oferecem ao usuário uma série de vantagens nos ensaios em série, desde o ganho de tempo até a melhoria da expressividade dos resultados de ensaio. A ZwickRoell cobre com diferentes sistemas de ensaio roboTest todo o segmento de automação de ensaios – desde o suporte viável em curto prazo para ensaios de pequenas séries em contínua alternância no laboratório até o laboratório de ensaio totalmente automatizado sem intervenção humana.
