Os robôs industriais convencionais ainda não conseguem suplantar as máquinas-ferramentas em termos de precisão quando o assunto é dar formas geométricas a peças metálicas sob rigorosas especificações. Por conseguinte, o uso deles nas operações de fresamento continua sendo desafiador, principalmente devido aos redutores e à pouca estabilidade do robô, que compromete a trajetória da ferramenta.

 

Com o objetivo de resolver essas questões e tornar a robótica uma aliada dos processos de usinagem, pesquisadores trabalharam em um projeto de pesquisa conjunta denominado “Flexmatik 4.1”, que resultou no desenvolvimento de um robô industrial para fresamento de materiais leves com alta precisão.

 

Os parceiros do projeto foram os Institutos Fraunhofer para Sistemas de Produção e Tecnologia de Design (IPK), para Tecnologia de Fabricação e Materiais Avançados (IFAM) e para Durabilidade Estrutural e Confiabilidade do Sistema (LBF).

 

Dentre os principais aspectos pesquisados estava a revisão da cinemática do processo, conforme explicou Sascha Reinkober, chefe de departamento do IPK: “projetamos uma cadeia cinemática multieixo especialmente para processos com trajetória contínua”. Assim, o robô avança do ponto A ao ponto B do componente que está sendo usinado percorrendo um trilho linear“. Simulações realizadas durante a fase de projeto indicaram ser possível atingir a precisão de +/- 0,1 mm.

 

Jan Hansmann, líder de projeto no Fraunhofer LBF, acrescentou que “mesmo exposto às forças do processo, o robô se desvia muito menos da trajetória programada, podendo, por exemplo, executar a furação no local pretendido do componente com muito mais precisão”.

 

Para garantir alta precisão, a equipe de pesquisadores desenvolveu um novo conceito de acionamento por eixos individuais, consideravelmente mais rígidos durante a operação do que os redutores de alta tecnologia usados convencionalmente. Uma estratégia de controle térmico reduziu as imprecisões decorrentes das flutuações de temperatura. O robô também está equipado com um comando CNC para máquinas-ferramentas, além de um sistema de controle de vibração ativo.

 

O Flexmatik apresenta um espaço de trabalho semelhante ao ocupado por grandes fresadoras, podendo ser usado em aplicações como a usinagem de grandes estruturas de compósitos reforçados com fibras (CFRP), tais como fuselagens, e também no fresamento de componentes para turbinas e retificação de itens prensados ou fundidos.

 

Foto: Fraunhofer IFAM

 

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