• Soldagem automatizada ganha maior importância

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A falta de trabalhadores qualificados não é novidade no setor manufatureiro. Das manchetes de jornal aos noticiários noturnos, é uma realidade.

Soldagem tem um papel importante na fabricação de equipamentos para mineração subterrânea na fábrica da Joy Mining Machinery, em Franklin, Pensilvânia. A fábrica emprega soldagem manual e automatizada em seus procedimentos de montagem. Cortesia da: Lincoln Electric Company

Estatísticas do Manufacturing Institute indicam que cerca de 600.000 empregos na área manufatureira estão em aberto nos Estados Unidos porque os empregadores não encontram candidatos habilitados. A associação revela que 75% dos fabricantes consideram a falta de qualificação prejudicial à expansão comercial. Duas das maiores áreas com vagas em aberto são soldagem e usinagem.

Na Divisão de Automação da Lincoln Electric, encontramos fabricantes todos os dias. Visitam nossas instalações para conhecer a soldagem automatizada. Somente em 2012, recebemos milhares de visitantes de mais de 500 empresas em nossa fábrica. Vieram avaliar se a automação poderia ou não resolver seus problemas de produção e rendimento, mas também seus desafios de contratação.

Em muitos casos, eles saem com um plano para melhorar a produtividade e qualidade, além de preencher as vagas em aberto. E a soldagem automatizada está no centro desse plano.

Automação para produtividade
Um dos motivos tradicionais por trás do desejo de automatizar é o aumento da capacidade. Se você produz 100 peças por hora e precisa produzir 200, precisará de mais pessoas na linha, ou precisará de automação. Quando não se encontram soldadores qualificados faz sentido empregar robôs.

É atraente o argumento de adotar a soldagem automatizada na linha de produção ou fabricação para aumentar a produtividade e rendimento. Ao se automatizar processos de soldagem, a velocidade pode aumentar em cinco a seis vezes. Um exemplo típico é um de nossos projetos atuais, em que um tanque de gás pode ser soldado manualmente em 45 minutos. Com um robô soldador, isso pode ser feito em menos de 8 minutos.

Na Joy Mining Machinery em Franklin, Pensilvânia, fabricante e distribuidor de maquinário para mineração subterrânea há 90 anos, a administração procurou melhorar sua linha de fabricação já eficiente em termos de custo, confiável e produtiva para sistemas de mineração contínua e processos do tipo longwall, para extração subterrânea de carvão e outros materiais incrustados como sal, potássio, gesso e xisto betuminoso.

A soldagem tem um papel central nessa produção e em 2011 tornou-se o foco da busca de expansão de capacidade da empresa. Naquele ano, a empresa acabou mudando parte de seus sistemas de soldagem semi-automatizada para soldagem automatizada GMAW (MIG) para as estruturas do bloco de broca e pedestal, produzidas na fábrica de Franklin para esses sistemas de mineração. São estruturas que sustentam brocas maciças customizadas para perfuração de rocha em minas subterrâneas.

Nesta estação, os operários soldam os blocos de broca feitos com aço temperável ao ar a um pedestal de aço carbono com soldagem MIG semi-automática. Um soldador pode fabricar de 8 a 10 blocos de broca em um turno de 8 horas. Cada um dos três turnos da fábrica tem seis a oito soldadores na estação do bloco de broca, soldando as estruturas e ajustando o raio do ângulo do bloco, segundo as especificações do cliente.

De acordo com Craig Cerminara, engenheiro de soldagem A & R na Joy Franklin, a empresa procurou passar 98% das atividades de soldagem do bloco de broca e pedestal de um sistema semi-automático de soldagem MIG para um sistema automatizado. Cerminara e sua equipe decidiram substituir nove estações semi-automáticas usadas para as estruturas de bloco de broca e pedestal por duas estações automatizadas de soldagem.

Assim que o sistema de automação começou a fazer as soldas, Cerminara e sua equipe puderam observar diferenças visíveis na produtividade. Após poucos meses, a conversão para soldagem automatizada resultou em um aumento de 8% na produtividade das estruturas de bloco de broca e pedestal. Além disso, economizou mais de 12.000 horas de trabalho no ano.

Desde então, a operação da Joy Mining em Franklin adicionou três centros de trabalho robótico às operações com aquele tipo de estrutura.

Aumentar a qualidade através da automação
Qualidade também é um fator determinante na decisão de automatizar o processo de soldagem. Trabalhamos com um fabricante que solda a mesma peça há 20 anos. A empresa gasta cerca de 1 milhão de dólares por mês nos salários de quatro pessoas que retiram a rebarba de respingos da peça e trocam os filtros no sistema de pintura.

Em 2011, a Joy Mining acabou passando parte de seus sistemas de soldagem semi-automática para a soldagem GMAW (MIG) automatizada das estruturas de bloco de broca e pedestal, produzidas na fábrica da Franklin para esses sistemas de mineração subterrânea. Cortesia da: Lincoln Electric

Fornecemos um sistema de soldagem robótica à empresa em fevereiro como demonstração, apresentando nossa tecnologia Rapid X com pulso de arco curto estável e calor reduzido. Poucas horas após colocar as peças na célula robótica, a empresa já estava soldando peças com respingo zero. Em geral, as empresas não falam abertamente sobre refugo e problemas de qualidade, mas eles são reais.

Na soldagem manual, diante de um problema que você não consegue resolver, precisará parar o processo todo e fazer retoques. E para os fabricantes que não aceitam retoques nas peças, se um problema for detectado no meio da produção, as peças envolvidas virarão um refugo caro.

A soldagem robótica oferece uma solução mais simples, em um programa conhecido como monitoramento de produção. Por exemplo, o programa Checkpoint da Lincoln Electric é uma solução em nuvem que oferece monitoramento do sistema de soldagem em tempo real.

Além das funções de monitoramento e alertas críticos, soldadores robóticos têm um benefício adicional em relação à qualidade – o acesso fácil a todos os ângulos de uma peça complexa ou semi-complexa. Como a peça pode ser girada, o operador pode programar o robô para acesso a seções que não permitam alcance manual, sem ter que parar para seu reposicionamento. A visão e acesso de 360 graus permitem soldas de qualidade e maior produção.

Automação ajuda a preencher lacunas de qualificação
À medida que economia e mão de obra mudam, a razão principal para a automação também muda. No ambiente atual, os fabricantes estão se voltando para a automação no chão de fábrica para preencher vagas e atingir a produtividade e qualidade necessárias à competitividade norte americana.

No ano passado, quando celebravam aumento nas vendas, os fabricantes recorreram à automação para produzir mais. Hoje, eles o fazem porque têm problemas com a fabricação de peças. Por quê? Porque não conseguem encontrar soldadores treinados. Quando não há soldadores qualificados, faz sentido usar robôs. Você pode fazer peças diferentes sem contratar pessoas, simplesmente trocando componentes da célula.

Os Estados Unidos ainda enfrenta um desafio. Segundo um estudo de 2011 realizado pela Federação Internacional de Robótica, “Impacto Positivo de Robôs Industriais nos Empregos,” o país ficou muito atrás da Alemanha, Japão e Coreia, em robôs per capita, por ampla margem, enquanto Brasil e China estão fechando a lacuna. Em parte, os trabalhadores dos EUA temem perder seus empregos, em especial na atual economia de recuperação lenta. Preocupação desnecessária.

Considere isto: A automatização de um gargalo melhora o rendimento. Você fabrica mais peças e, em geral, não perde pessoas na operação. Com o ganho de eficiência, você pode mudar as pessoas para a próxima operação, que provavelmente será o próximo gargalo em seis meses.

É cíclico. Quando tiver melhorado todo o rendimento, terá um cenário de “sonho”. Aumentar a capacidade da fábrica como um todo impulsionará as vendas. O gargalo inicial começa com a primeira célula de trabalho, passa pela fábrica e, ao final, retorna àquela primeira célula de trabalho. Você precisa de pessoas nesse percurso para manter o fluxo de trabalho.

Alem disso, com a automação, quem supervisiona a soldagem na célula permanece lá e trabalha junto ao tecnólogo ou engenheiro que supervisiona a programação e o ambiente de trabalho daquele robô. Você traz mais pessoas, mas as treina para níveis mais altos de competência. Muitos soldadores tradicionais têm potencial para serem treinados como tecnólogos ou mesmo engenheiros. De certa forma, a automação permite aos fabricantes um novo modo de investir em pessoal. Em um ciclo de cinco anos, você incrementa a produção e promove pessoas na organização, enquanto melhora as vendas.

Considere este cenário real: Um soldador manual na Lincoln Electric passou a supervisionar o primeiro robô empregado para melhorar nossa linha de produção de soldagem de motores. Trabalhou junto a engenheiros e acabou sendo promovido a uma função ligada aos aplicativos. Oito anos mais tarde, trabalha como líder da equipe de aplicativos em nosso Grupo de Solda Automatizada e coordena as atividades de oito funcionários. E sua linha de produção original está produzindo o dobro, do que os soldadores de motores produziam há oito anos.

Não “se,” mas “quando”
Para os fabricantes que ainda não incorporaram as células de soldagem robótica às suas linhas de produção, a pergunta não é se devem adotar a automação, mas quando.

A automação de qualquer tipo fornece a vantagem competitiva que a América do Norte precisa para continuar forte no setor manufatureiro. Esse setor é o motor que irá estimular o crescimento econômico, a automação é seu elemento chave e a soldagem continua a ser um fator crítico de custo à fabricação.

A soldagem robótica é um componente essencial ao aumento da produtividade, eficiência, custo e qualidade. Investir em nossa equipe através de educação, treinamento e automação ajudará a manter a posição de domínio que os EUA tiveram nos últimos cem anos.

Justin Percio é Gerente Comercial de Sistemas de Automação de Soldagem na Lincoln Electric Company.

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