Integração da inspeção automatizada sem contato 3D para estruturas soldadas
By Rodrigo Alfaia, Associate Director Laser Tracker, Hexagon’s Manufacturing Intelligence division
Engineering Reality 2024 volume 1
Accelerate Smart Manufacturing
Para melhorar a eficiência da produção e reduzir os custos, o Vlassenroot Group investiu em uma solução de medição para chão de fábrica baseada na tecnologia de rastreamento a laser de escaneamento direto da Hexagon
Com unidades de produção na Bélgica, Alemanha e Polônia, o Vlassenroot Group é um importante fornecedor de estruturas e componentes de aço complexos e personalizados. Dentre suas competências destacam-se o corte e a dobra, bem como soldagem, usinagem, montagem e pintura de componentes avançados de aço para diversas indústrias, como o de elevação, ferroviário e de energia. Tendo originado-se principalmente do fornecimento de meias conchas dobradas para a indústria de guindastes, a empresa familiar cresceu para fornecer lanças telescópicas, chassis e mesas giratórias completamente soldadas de acordo com as necessidades do cliente.
Uma área específica que representa um grande desafio para a Vlassenroot é a produção de lanças telescópicas. As lanças com até 16 metros de comprimento precisam se encaixar perfeitamente umas nas outras para atender aos altos padrões dos fabricantes de guindastes em termos de comportamento elástico do telescópio e capacidade de carga.
Para aumentar o rendimento da produção e reduzir os tempos de ciclo, a fábrica alemã Vlassenroot contratou a ARGON Measuring Solutions para elaborar uma solução confiável de inspeção 3D para integrar o processo de produção.
A solução proposta pela ARGON foi desenvolvida tendo como base o rastreador a laser de escaneamento direto Leica Absolute Tracker ATS600, do departamento de Manufacturing Intelligence da Hexagon, montado em um carrinho de medição, um empilhador de paletes elétrico padrão aprimorado para fins de metrologia.
A produção de lanças representa um importante desafio para a fabricante
A produção de lanças telescópicas longas para a indústria de guindastes móveis passa por vários estágios. Os principais elementos são as meias conchas de aço provenientes da fábrica belga em Bruxelas que são unidas por soldagem híbrida em um único tubo que constitui um dos elementos da lança telescópica.
“Embora nossos soldadores sejam especialistas em seu trabalho, queríamos reforçar a rotina de inspeção e tornála menos dependente da precisão de cada operador”, explica Philippe Dudzik, diretor industrial da Vlassenroot. Os detalhes que precisam ser verificados com precisão abrangem a qualidade da costura de solda e a influência do calor induzido nas deformações do material.
“Ainda não entendemos detalhadamente o efeito das deformações do material, ou seja, não sabemos quais parâmetros nas etapas de produção anteriores influenciam o nível de torção do material”, explica Dudzik. “Os dados digitais que recebemos agora do ATS600 em várias etapas de produção nos permitem definir parâmetros importantes e neutralizar deformações na lança.”
A produção de grandes componentes de aço gera poeira e vibrações, o que significa que o equipamento na instalação da Vlassenroot precisa ser capaz de resistir a um ambiente de produção hostil.
“Todo esse processo requer muito tempo e experiência do nosso funcionário”, afirma Dudzik. “A instalação de um processo de qualidade com portões de qualidade bem definidos detectará lanças que não precisam passar pelo processo de retificação. Para aquelas que precisarem, saberemos imediatamente onde fazer a correção. Isso poupa tempo e dinheiro. Além disso, com medições mais rápidas e confiáveis, podemos entender melhor as causas básicas dos desvios e, assim, antecipá-los e evitá-los.”
Instalação de portões de qualidade para ganhos de eficiência
Com a ARGON, a Vlassenroot estabeleceu vários portões de qualidade durante o processo de produção. Baseada nisso, a ARGON desenvolveu uma solução completa para a Vlassenroot, propondo um sistema com um Leica Absolute Tracker ATS600 de escaneamento direto montado em um carrinho de medição ARGON. 
No passado, verificar os desvios na lança era uma tarefa puramente manual - usando medidores e calibradores, um funcionário experiente capturava os desvios de forma ao longo da lança.
Por meio de verificações de qualidade adicionais, a Vlassenroot pretende reduzir drasticamente o número de barras que estão sendo retrabalhadas. Verificar a qualidade de ambas as meias conchas – a base para todas as lanças – representa o primeiro portão de qualidade. Um novo espaço, dedicado aos procedimentos de medição de lanças em várias etapas de produção, foi criado na unidade de produção. Aqui, o ATS600 montado em carrinho pode ser posicionado de maneira flexível conforme necessário, de acordo com a grande variedade de tamanhos de peças.
Em um segundo portão de qualidade, a lança soldada é verificada para conferir se o processo de soldagem teve algum impacto no material e se o calor causou alguma deformação, contribuindo para as deformações do material mencionadas anteriormente.
O terceiro portão de qualidade foi instalado imediatamente antes do processo de retificação. “Minha intenção antes da retificação era receber os resultados da medição em um mapa de cores que mostrasse todas as deformações com dados detalhados”, diz Dudzik. “Em seguida, usamos os dados para projetar acessórios para evitar deformações durante o processo de soldagem.”
Com o laser tracker ATS600 montado em seu carrinho de medição, a ARGON criou uma solução de chão de fábrica altamente móvel para a Vlassenroot.
A Vlassenroot é especializada na produção de lanças telescópicas de até 16 metros de comprimento. Image: ©Argon
Dudzik e sua equipe já estão pensando à frente: “Planejamos instalar mais portões de qualidade e encontrar maneiras de usar os dados que coletamos. Depois de verificar as meias conchas, podemos compartilhar esses dados com as instalações da Bélgica, permitindo que eles ajustem suas máquinas de curvatura e produzam as lanças com mais precisão. Nossa justificativa para os portões de qualidade e, portanto, para nosso investimento na solução para chão de fábrica ATS600 é aumentar a produção correta na primeira vez e evitar o retrabalho.”
A necessidade de medições robustas e móveis
Juntamente com a ARGON, a Vlassenroot iniciou o processo de especificação de seu novo sistema avaliando dispositivos de medição rápidos, precisos e, o mais importante, resilientes o suficiente para lidar com o ambiente de produção. “Em nossas instalações, temos que lidar com poeira e vibrações”, explica Dudzik. “Tínhamos nossas dúvidas sobre como encontrar um dispositivo que pudesse lidar com esse ambiente.”Em comparação com o passado, as medições com a nova solução de chão de fábrica baseada no ATS600 são simplesmente muito mais rápidas, com o tempo de inspeção reduzido em até 80%, e isso sem erros de medição. “Os resultados foram excelentes”, diz Dudzik. “E tudo isso com o mínimo de treinamento necessário.”
